大港油田云計算資源復用技術適用性分析

王磊

[摘 要] 本文主要闡述了資源復用技術的概念，分析了資源復用技術在云計算架構下的應用前景、方案設想。隨著云計算技術的深化應用，通過建立大港油田企業云計算中心，實現基礎設施、數據資產、關鍵應用的集中管理，按需獲取；通過隨時、隨地的云端接入，為油區提供企業辦公桌面服務等，使得大港油田具備了一定的云計算應用水平。但是，目前云平臺的虛擬資源都是獨占模式，不能做到資源利用率的最大化。因此，需要研究資源復用技術，來進一步提高資源利用率，靈活高效地、自動化地調度平臺資源，提升云計算技術應用水平。

[關鍵詞] 云計算；內存復用；CPU復用；存儲復用

doi ： 10 . 3969 / j . issn . 1673 - 0194 . 2014 . 21. 021

[中圖分類號] TP393 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2014）21- 0029- 02

1 現 狀

2009年以來，為適應勘探開發信息化建設的需求，油田云計算中心開始跟蹤云計算技術，針對基礎設施管理現狀，分別構建了基礎設施云和桌面云環境，并在油區范圍內推廣，為“數字油田、數字辦公、數字社區”的建設提供了有力支持。

目前，大港油田的云計算應用有了一定的基礎，但是，對于已分配的資源沒有做到實時的動態監測與管控，還采用獨占資源的模式，沒有實現資源利用率的最大化，沒有真正體現出云計算技術的特性與優勢。因此，為提高大港油田云計算技術的應用水平，需要引入資源復用技術。

2 資源復用技術簡介

可復用的資源有3種，分別是CPU資源、內存資源和存儲資源，CPU資源在虛擬化技術中已經使用了復用技術，按照時間分片來分配CPU資源，因此本文只介紹存儲資源和內存資源的復用。

2.1 存儲資源復用

存儲自動精簡配置是一項新的存儲容量分配技術，不是一次性把存儲空間分配給用戶，而是根據用戶實際所需要的容量分配存儲空間，當用戶數據增長，磁盤容量空間不足時，系統會自動從存儲資源池中為用戶追加一部分存儲空間供用戶使用。例如，用戶虛機規格為2vCPU、4G內存、系統磁盤30G、數據磁盤60G，使用存儲自動精簡配置后，用戶在其系統中看到的其規格為2vCPU、4G內存、系統磁盤30G、數據磁盤60G，實際分配的磁盤按照實際數據容量大小分配，最大可以使用的磁盤空間為90G（系統磁盤30G，數據磁盤60G）。

考慮到用戶體驗和系統性能，用戶系統磁盤一般不采用存儲自動精簡配置，一次性分配磁盤空間，對于數據磁盤采用存儲自動精簡配置。

2.2 內存資源復用

應用內存復用技術，能夠虛擬出比物理內存更多的內存，從而提升內存資源的利用率。在同一物理主機上的多個虛擬機可通過內存氣泡、內存交換、內存共享，實現內存復用或內存超分配，提升資源的利用率。

內存氣泡：當虛擬機的物理內存足夠時，虛擬化軟件主動回收虛擬機暫時不用的物理內存，分配給需要復用內存的虛擬機；當虛擬機物理內存資源不足時，虛擬化軟件分配一部分物理內存給用戶虛擬機使用。

內存交換：將外部存儲虛擬成內存給虛擬機使用，將虛擬機上應用暫時不用的數據從內存中存放到外部存儲上，虛擬機需要這些數據時再與預留內存上的數據進行交換。

內存共享：同一物理主機上的多臺虛擬機共享相同數據內容的內存頁。

由于內存復用影響虛擬機的性能及用戶體驗效果，一般建議復用的資源不超過20%。

3 資源復用技術應用分析

3.1 存儲資源復用技術應用分析

由于應用存儲資源復用技術需要首先對虛擬磁盤做精簡配置，因此先對普通卷與精簡卷做對比。精簡卷雖然可以節約空間，且虛擬磁盤創建速度快，但在磁盤利用率不高的情況下，空間會被其他虛擬機侵占，用戶會提前遇到空間不足所帶來的文件保存失敗或無法復制等問題；反之會占用其他虛擬機存儲空間，影響其他虛擬機，且調度資源的過程同樣會消耗系統資源，影響用戶體驗。因此，建議對于性能要求不高的磁盤可以考慮應用存儲復用技術，并且需要準確把握用戶應用行為，評估資源復用系數。

3.2 內存資源復用技術應用分析

內存復用技術由內存共享、內存置換、內存氣泡3個特性組成，內存復用率需要根據實際應用場景的壓力模型確定，由于局點業務壓力隨機性及不可控，實際運行過程中可能會出現超過壓力模型的情況發生。在這種情況下，可能會導致用戶體驗急劇下降。

內存復用性能測試在不觸發內存置換的前提下，業界測試結果普遍是用戶操作體驗下降約10%；如果由于并發率及內存壓力升高導致內存交換產生，則用戶操作體驗下降明顯。內存復用率越高，用戶操作體驗下降越大。另外，現在服務器上內存支持都很大，每臺服務器最大達到768G內存，內存并不是瓶頸。由于應用內存復用技術會降低性能，導致虛擬機密度降低，以此來換取性能，相比之下并不劃算。因此，為保證性能，不建議應用內存資源復用技術。

4 結 論

綜上所述，應用資源復用技術需要建立在準確把握應用業務壓力模型的基礎上，且資源復用系數同樣需要深入評估。只有在合適的應用場景下，啟用資源復用技術，才能達到進一步提升資源利用率的目的，否則將影響用戶體驗與應用效果。