CN1308820C - 计算系统中分区之间的动态处理器再分配的装置和方法 - Google Patents

计算系统中分区之间的动态处理器再分配的装置和方法 Download PDF

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Abstract

提供了一种用于计算系统中共享处理资源的动态再分配的方法、设备和程序产品。该方法/设备/程序产品试图：基于两个或多个逻辑分区的每一个之间的共享处理资源的当前利用率和该计算系统总体的共享处理资源的当前利用率，来分配计算系统中两个或多个逻辑分区之间的共享处理资源。更具体说，将该共享处理资源从具有对共享处理资源中它们所拥有部分的相对较低的当前利用率的逻辑分区再分配到具有对共享处理资源中它们所拥有部分的相对较高的当前利用率的逻辑分区。

Description

计算系统中分区之间的动态处理器再分配的装置和方法
技术领域
本发明一般涉及计算系统中的逻辑分区，并特别涉及基于处理器利用率而再分配计算系统中的逻辑分区间的共享处理资源。
背景技术
逻辑分区(LPAR)是在单计算机系统中运行多个操作系统拷贝的情况下的机器操作模式。逻辑分区是能运行一种操作系统的机器资源的集合。该资源包括处理器(和相关高速缓冲存储器)、主存储器、和I/O器件。分区独立操作并与其他分区逻辑隔离。换言之，每一逻辑分区能如同单独计算机系统一样工作。每一逻辑分区能独立复位，能初始装载对于每一逻辑分区不同的操作系统，能利用不同的输入/输出(I/O)器件用不同的软件程序来操作。在这种环境下，可发生安装、初始装入程序(IPL)、断电、和分区失败，而不会影响系统的其他分区。
IBM公司在1976年开始S/370架构的逻辑分区的研究。该项目证明逻辑分区是切实可行的观念。在1988年，LPAR在IBM的S/390系统上首次实现，并已在IBM大型机上应用了十多年。在例如1986年1月14日公布的美国专利号4564903、1980年6月27日公布的美国专利号4843541和1996年10月8日公布的美国专利号5564040中描述了逻辑分区的计算系统的例子。
经过那个时期，LPAR从基于硬件边界的卓越的物理分区方案发展为具有负载平衡能力的允许虚拟和共享资源的方案。今天，所有主要计算机厂商都提供了一些分区格式。
已在过去十年驱动大型机分区发展的因素现在活跃于服务器系统舞台。分区也很快成为必须。估计在2001年期间，服务器市场的所有主流参与者都提供一些程度的分区。
作为一个例子，从1999年开始，IBM的i系列服务器和它们的AS/400上一代已通过OS/400提供了LPAR技术。在i系列和AS/400服务器上实现逻辑分区是用系统资源的灵活、粒状分配来适应S/390的逻辑分区观念。随着分区之间的高速内部通信，它也提供分配交互性能的灵活性。
逻辑分区提供一些优点。例如逻辑系统分区减少了必须管理的物理系统的数目。所述好处包括通过单系统控制台的易于管理和从一个分区向另一个分区切换的灵活性。随着应用的增加，或者当需求达到最大水平而需要附加资源时，这是一个好处。而且，当由于多幅图像利用分区而运行工作负荷时，不能完全使用大系统(例如由于争用)的工作负荷可执行得更好。
可由多个项目或部门共享分区系统，简化了成本论证和成本决算要求。另外，在单机上不能共同很好运行的一些工作负荷可通过使用分区而彼此隔开。例如，当另一个工作负荷处理存货控制时，可存在通用目的的由工资册、预测和计划组成的交互和分批式工作负荷。逻辑分区也提供利用专用于因特网防火墙的系统的有效方案。
而且，在一个系统上的一些分区被不同系统的分区备份的情况下，逻辑分区可使得故障恢复(fail-over)的情况较少紧张(strenuous)。当主系统遇到问题，而备份系统代替主系统进行控制时，发生故障恢复。在限定于一个分区的软件失败的情况下，只有该分区的工作负荷被转移到第二物理系统的备份分区。在没有分区的情况下，整个系统将不得不故障恢复。
逻辑分区还使得客户能具有单独的生产和测试环境，以继续他们的测试和开发工作，而无需消极影响生产工作。最后，逻辑分区可被用于将操作系统或应用软件运行到更新的版本。可在新软件配置到生产环境之前，进行隔离测试。
逻辑分区系统的一个重要方面是在该系统的各分区中运行的工作负荷的管理。在S/390系统中，例如工作负荷管理器被用于管理分区内以及之间的工作负荷。在AS/400和i系列平台中，由系统管理程序(hypervisor)执行该功能。该工作负荷管理器/系统管理程序通过将工作转移到该系统的物理资源来尝试平衡所述分区的工作负荷。
1999年9月28日提交的名为“Method，System and Program Products forManaging Logical Processors of A Computing environment(用于管理计算环境的逻辑处理器的方法、系统和程序产品)”、序列号为09/407594的未决(co-pending)申请提供了在计算环境中的逻辑分区之间的逻辑处理器动态管理和调整。该动态调整响应于逻辑分区的工作负荷。在申请09/404594中，通过将该分区的预定义公式的结果与一个或多个预定义阈值作比较，而做出是否将调整逻辑分区资源的判定。当判定将接收的处理单元量时，该资源调整仅考虑该分区自己的处理器利用率。
理想的是，通过不仅考虑与计算系统中的剩余分区隔离的单分区的处理器利用率，而且考虑该计算系统中所有分区的处理器利用率，来增强计算系统中多个逻辑分区之间的处理器资源的动态调整。以这种方式来考虑该计算系统的整个系统情况，以使得分配到一个分区的资源能被重新分配到更需要它们的另一个分区。
发明内容
本发明提出了一种基于逻辑分区内的处理器利用率来动态再分配计算环境中逻辑分区之间的处理资源的设备和方法。
本发明提供一种在计算机系统中用于管理共享处理资源的设备，所述计算机系统包括每一个拥有部分共享处理资源的两个或更多逻辑分区，该设备包括：用于确定所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该设备总体的共享处理资源的当前利用率的装置；用于比较所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该设备总体的共享处理资源的当前利用率的装置；以及用于将该共享处理资源从具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较低的当前利用率的逻辑分区再分配到具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较高的当前利用率的逻辑分区的装置。
本发明还提供一种设备，包括：至少一个处理器；与该至少一个处理器相连的存储器；该设备上定义的两个或更多逻辑分区，其中两个或更多逻辑分区的每一个拥有部分共享处理资源；和动态处理器分配机构，驻留于所述存储器中，并由该至少一个处理器执行，其中该动态处理器分配机构包括以下装置：用于确定所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该设备总体的共享处理资源的当前利用率的装置；用于比较所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该设备总体的共享处理资源的当前利用率的装置；和用于将该共享处理资源从具有对共享处理资源中它们拥有的部分的相对较低的当前利用率的逻辑分区再分配到具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较高的当前利用率的逻辑分区的装置。
本发明还提供一种在计算机系统中用于管理共享处理资源的计算机实现的方法，所述计算机系统包括每一个拥有部分共享处理资源的两个或更多逻辑分区，该方法包括步骤：确定所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该计算机系统总体的共享处理资源的当前利用率；比较所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该计算机系统总体的共享处理资源的当前利用率；和将该共享处理资源从具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较低的当前利用率的逻辑分区再分配到具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较高的当前利用率的逻辑分区。
通过下面结合附图对本发明的优选实施例的具体描述，本发明的前述和其他特点和优点将更加清楚。
附图说明
图1是根据优选实施例的支持逻辑分区和动态资源分配的计算机设备的方框图。
图2是具有多个分区的计算机设备的第一个例子的方框图，其中动态处理器再分配机构基于当前利用率而再分配分区之间的共享处理资源。
图3是具有多个分区的计算机设备的第二个例子的方框图，其中动态处理器再分配机构基于当前利用率而再分配分区之间的共享处理资源。
图4是根据优选实施例的用于动态再分配共享处理资源的方法的流程图。
具体实施方式
根据本发明的优选实施例，本发明通过动态再调整计算机系统的共享处理资源而改善具有多个分区的计算机系统的性能。该动态再调整通过将资源从具有当前拥有的资源的相对较低的共享资源利用率的逻辑分区捐赠到具有当前拥有的资源的相对较高的共享资源利用率的分区，来调节该系统。
参考图1，计算机系统100是根据优选实施例的增强型IBMi系列计算机系统，并表示支持逻辑分区和动态资源分配的一种合适类型的计算机系统。本领域普通技术人员应明白本发明的机构和设备可等同应用于支持逻辑分区的任意计算机系统。
如图1所示，计算机系统100包括与主存储器120相连的一个或多个处理器110、海量存储器接口130、显示器接口140和网络接口150。这些系统部件通过系统总线160的使用而互连。海量存储器接口130用于将海量存储器器件(例如直接存取存储器件(DASD)155)连接到计算机系统100。一种特定类型直接存取存储器件是CD-RW驱动器，其可从CD-RW盘195读取数据。
主存储器120包括分区管理器121、动态处理器分配机构124、和至少两个逻辑分区125和127。分区管理器121最好创建一个单主分区125和一个或多个次分区127，他们全是逻辑分区。该主分区最好包括操作系统126，并且每一个次分区127还最好包括操作系统128。
操作系统126是在本行业认为是OS/400的多任务操作系统；然而，本领域普通技术人员应明白本发明的精神和范围不限于任何一种操作系统。可使用任何合适的操作系统。操作系统126是一个包括管理计算机系统100的资源的低级代码的复杂程序。这些资源中的一些是处理器110、主存储器120、海量存储器接口130、显示器接口140、网络接口150和系统总线160。每一次分区127中的操作系统128可与主分区125中的操作系统126相同，或者可为完全不同的操作系统。因此，主分区125可运行OS/400操作系统，而次分区127可运行另一种OS/400的例子，可能是不同的版本(release)或不同的环境设置(例如时区)。如果次分区127中的操作系统与硬件兼容，其甚至可不同于OS/400。以这种方式，逻辑分区可在相同物理计算机系统上提供完全不同的计算环境。
动态处理器分配机构124被用于将部分共享处理资源(例如时一个或多个处理器110)从未充分使用的逻辑分区(即具有对共享处理资源中它们拥有部分的相对较低当前利用率的分区)再分配到充分使用的分区(即具有对共享处理资源中它们拥有部分的相对较高当前利用率的分区)。
分区125和127在图1中示出，用于驻留在主存储器120中。然而，本领域普通技术人员应明白分区是包括不同于存储器的资源的逻辑构造。逻辑分区典型指定一部分存储器、和处理器容量及其他系统资源的分配。因此，可初始定义主分区125以包括一个或多个处理器110和一部分存储器120，以及能提供海量存储器接口130、显示器接口140、网络接口150、或到其他I/O器件接口的功能的一个或多个I/O处理器。然后可定义次分区127的每一个以初始包括处理器分配、存储器120的不同部分、和一个或多个I/O处理器。图1中示出了这些分区以象征性地代表逻辑分区，所述逻辑分区可包括计算机系统100中的存储器120之外的系统资源。应注意动态处理器分配机构124最好驻留在主分区125中，但也可驻留在计算机系统100中所定义的任意分区中，或甚至在经由网络170与计算机系统100连接的计算机系统175上。
计算机系统100利用公知虚拟寻址机构，以允许计算机系统100的程序运行，如同它们仅存取大的单一存储实体，而不是存取例如主存储器120和DASD器件155的若干较小的存储实体。所以，当显示分区管理器121和分区125和127以驻留在主存储器120中时，本领域普通技术人员应明白在主存储器120中没必要同时完全包含这些项。也应注意这里的术语“存储器”用作通称计算机系统100的整个虚拟存储器。
可根据一个或多个微处理器和/或集成电路来构建处理器110。处理器110执行主存储器120中存储的程序指令。主存储器120存储处理器110可存取的程序和数据。当计算机系统100启动时，处理器110初始执行整理(makeup)分区管理器121的程序指令，用于初始化逻辑分区中的操作系统。
尽管显示了计算机系统100仅包含一个单一系统总线160，但本领域普通技术人员应明白可利用具有多总线的计算机系统来实现本发明。另外，优选实施例中使用的接口(在AS/400技术中称为输入/输出处理器)的每一个包括来自处理器110的用于无负载(off-load)加强计算处理的分离、完全编程微处理器。然而，本领域普通技术人员应明白本发明可等同应用于简单使用I/O适配器以执行类似功能的计算机系统。
显示器接口140被用于直接将一个或多个显示器165连接到计算机系统100。这些显示器165可为非智能(例如无声音)终端或全编程工作站，被用于允许系统管理员和用户与计算机系统100通信。然而，注意虽然提供显示器接口140以支持与一个或多个显示器165的通信，但计算机系统100并非必需显示器165，因为可经由网络接口150发生与用户和其他处理的所有需要的相互作用。
网络接口150被用于将其他计算机系统和/或工作站(例如图1中的175)通过网络170连接到计算机系统100。不管计算机系统100如何与其他计算机系统和/或工作站相连，也不管是否利用现在的模拟和/或数字技术或通过将来的一些网络机构做出了网络连接170，均可等同应用本发明。另外，可利用许多不同的网络协议实现网络。这些协议是专用计算机程序，允许计算机通过网络170通信。TCP/IP(传输控制协议/网际协议)是合适的网络协议的例子。
从这点出发，重要的是，应注意虽然在全功能计算机系统的上下文中已经和将要继续描述本发明，但本领域普通技术人员应明白本发明能作为各种形式的程序产品来分配，并且本发明可等同应用，而不论用于实际执行该分配的计算机可读信号承载媒体的特定类型。合适信号承载媒体的例子包括：例如软盘驱动器和CD RW(例如图1的195)的可记录类型媒体，和例如数字和模拟通信链路的传输类型媒体。
图2示出了具有多个分区的计算机设备的第一个例子，其中动态处理器再分配机构基于当前利用率而再分配分区之间的共享处理资源。在该示例实施例中，假设分区被分配了所有可用的CPU单元，因此在给定节点的簇的CPU单元的总数目保持恒定。
如该示例实施例所示，该计算机系统具有5个逻辑分区(分区#1-#5)，这些分区分别具有5个处理器、4个处理器、4个处理器、2个处理器和1个处理器的初始分配。在该例子中，所有处理器共同形成共享处理资源，所述资源可在计算机系统中越过所有分区而再分配。这样的再分配受到一些限制。在该示例中，可以0.01个处理单元的增幅来分配共享处理资源。然而，要求每一分区具有不能再分配的基础处理资源。例如，在该示例实施例中，分区#1需要最小1.00个处理器单元，而分区2-5需要最小0.1个处理器单元。而且，该计算机系统可对分区能具有的处理资源单元的最大量施加限制。从该例子的目的出发，假设一个分区能具有的处理器单元的最大数目为10。而且，该再分配本身不需要一些处理资源，因此仅在特定分区的当前处理器利用率大于或小于该系统平均利用率的一些预定义偏差时，才发生再分配。这确保了仅在分区相对于系统均值显著充分使用或未充分使用时，发生再分配。在该示例中，最小所需偏差为5％(0.05)。这意味着如果全部计算机系统的处理器利用率为35％或(0.35)，则仅那些具有小于30％(0.30)的利用率或大于40％(0.40)的利用率的分区能考虑作为再分配的候选。
在本发明中，对于其当前处理器利用率，轮询(poll)该计算机系统中的每一分区。对于每一分区单独计算处理器利用率，也可对于计算机系统总体上计算处理器利用率。在计算了从节点收集处理器利用率的预定义数目的遍数和所有遍数的平均值之后，为了判定如何再分配共享处理资源(例如处理器单元)，而执行拍卖。
图2示出了这样的拍卖。在示例中，分区#1-#5分别具有20％、50％、10％、80％和70％的处理器利用率。该拍卖的第一步是总体上计算该系统的处理器利用率。具体计算如下，通过将给定分区内的处理器数目乘以每一分区的处理器利用率，将所有分区的结果相加，并将相加的乘积除以计算机系统中的处理器总数。在该示例中，计算如下：
(((5*.2)+(4*.5)+(4*.1)+(2*.8)+(1*.7))/16)＝.356或35.6％利用率
接下来，该方法对视作处理资源接受者的每一分区构建投标。在该示例中，分区2、4和5被视作接受者候选，因为它们的当前处理器利用率超过了系统总体上的平均处理器利用率(例如，它们的现有处理器被相对充分使用)。通过将该分区的处理器利用率除以计算机系统的总体处理器利用率来确定每一分区的投标。因此，在该例中：
分区#2投标＝.5/.356＝1.40
分区#4投标＝.8/.356＝2.25
分区#5投标＝.7/.356＝1.97
如果其投标大于1，则该分区视作处理资源的接受者候选。基于该投标的大小而将处理单元指派给每一请求的分区。请求分区基于投标的相对大小和排序而被分配来自捐赠单元的处理资源。例如，分区#4具有最高数值投标(其处理资源具有最高相对利用率)，所以它将成为列队分区的第一个以接收由未充分使用的分区所捐赠的处理资源。
为了以相对相等的方式平衡所有分区中的处理负载，分区#2理想的是(.5/.356)*4＝5.61个单元。通过将该投标乘以当前分配给该分区的处理单元的数目而得到该数字。由于分区#2已有4个单元，它请求5.61-4＝1.61个处理器单元。同样，分区#4理想的是(.8/.356)*4＝4.49个单元。由于分区#4已有2个单元，所以分区#4请求4.49-2＝2.49个附加处理器单元。最后，分区#5理想的是(.7/.356)*1＝1.97个单元。由于分区#5已有1个单元，所以分区#5请求附加的.97个处理器单元。在该例中，分区#2、#4和#5都适于接收附加处理单元，因为它们的当前处理器利用率(分别为.5、.8和.7)大于平均利用率(.356)加上偏差(.05)。而且，在再分配之后，将没有处理器超出10个处理单元的最大处理器/分区分配。
现在该方法确定哪些分区适于作为处理资源捐赠者，以及每个分区适于捐赠多少资源。在该例中，分区#1和#3是潜在处理资源捐赠候选者，因为它们的处理资源利用率(分别为20％和10％)小于该系统总体的平均处理器资源利用率(35.6％)。而且，分区#1和#3是合格的捐赠者，因为它们的当前处理器利用率(分别为.2和.1)小于平均利用率(.356)减去该偏差(.05)。
通过将该分区的处理器利用率除以该计算机系统总体的处理器利用率可再一次确定每一分区的投标。因此，在该例中：
分区#1投标＝.2/.356＝.56
分区#3投标＝.1/.356＝.28
如果其投标小于1，则分区被认为是处理资源捐赠的候选。在捐赠分区的情况下，具有最小投标的分区将是捐赠资源的第一个分区。
为了更加相等地平衡所有分区的处理负载，分区#1将是合格的，用于捐赠(1-(.2/.356))*5＝2.19个处理单元。通过将1减去该投标，然后将结果乘以当前分配给该分区的处理单元的数目，可完成该计算。同样，分区#3将能够捐赠(1-(.1/.356))*1＝2.88个单元。在该例中，再分配之后，两个分区候选者满足主分区(分区#1)的至少1个处理单元和次分区(分区#3)的.1处理单元的最小需求。下表表示适于再分配的资源的近似量，和在该点该分配的次序：
               表1-处理器再分配
捐赠分区/数量            接收分区/数量
分区#3-2.88单元          分区#4-2.49单元
分区#3-2.19单元          分区#5-0.97单元
                         分区#2-1.61单元
总计   5.07单元          总计   5.07单元
再分配后，所有分区的处理器利用率将大约相同(大约35.6％)，如图2的下半区所示。随着时间流逝，分区内的工作负荷改变，需要再一次再分配该资源。在本发明的一个实施例中，以规则的时间间隔发生再分配。因此，例如，每隔10分钟发生再分配。可替换地，可动态调整该再分配功能的频率。例如，如果在当前再分配之后，确定不需要调整，则可延长再分配之间的时间间隔(乘以某些常数因子或加上某些时间间隔)。另一方面，如果该再分配确定需要调整，则可缩短分配之间的时间间隔(除以相同常数因子或减去一时间间隔)。由于确定处理器利用率和再分配资源的功能具有计算成本，所以当不需要采取行动时，该动态方案减少遇到这些成本的次数。在该例中，所有分区都是共享处理资源的再分配中的主动参与者。在下面例子(图3)中，并非所有处理资源可用于捐赠/接收。
图3示出了具有多个分区的计算机设备的第二个例子，其中动态处理器再分配机构基于当前利用率而再分配分区之间的共享处理资源。在该示例实施例中，再一次假设分区被分配了所有可用的CPU单元，因此在给定节点的簇的CPU单元的总数目将保持恒定。
如该示例实施例所示，该计算机系统具有5个逻辑分区(分区#1-#5)，这些分区分别具有5个处理器、4个处理器、4个处理器、2个处理器和1个处理器的初始分配。在该例子中，所有处理器共同形成共享处理资源，所述资源可在计算机系统中越过所有分区而再分配。这样的再分配再一次受到一些限制。在该例中，可以0.01处理单元的增幅来重新分配处理资源。而且，需要每一分区具有不能再分配的基础处理资源。例如，在该示例实施例中，分区#1需要最小1.00个处理器单元，而分区2-5需要最小0.1个处理器单元。而且，该计算机系统可对一个分区能具有的CPU单元的最大量施加限制。从该例子的目的出发，假设一个分区能具有的处理器单元的最大数目为10个处理单元。在该示例中，最小所需偏差为5％(0.05)。
在该示例中，分区#1-#5分别具有50％、30％、70％、90％和10％的处理器利用率。该拍卖的第一步是总体上计算该系统的处理器利用率。在该示例中，计算如下：
(((5*.5)+(4*.3)+(4*.7)+(2*.9)+1*.1))/16)＝.525或52.5％利用率
接下来，该方法对视作处理资源接受者的每一分区构建投标。在该示例中，分区3和4被视作接受者候选，因为它们的当前处理器利用率(分别为.7和.9)超过了系统总体上的平均处理器利用率(.525)。通过将该分区的处理器利用率除以计算机系统的总体处理器利用率来确定每一分区的投标。因此，在该例中：
分区#3投标＝.7/.525＝1.33
分区#4投标＝.9/.525＝1.71
基于该投标而将处理单元指派给每一请求的分区。基于投标的排序从捐赠单元向请求分区分配处理资源。例如，分区#4具有最高相对投标(其处理资源具有最高相对利用率)，所以它将成为排序分区的第一个，以接收由未充分使用的分区所捐赠的处理资源。
为了更相等的平衡所有分区中的处理负载，分区#4理想的是在(.9/.525)*2＝3.42个单元。由于分区#4已有2个单元，它请求3.42-2＝1.42个处理器单元。同样，分区#3理想的是在(.7/.525)*4＝5.32个单元。由于分区#3已有4个单元，所以分区#3请求5.32-4＝1.32个附加处理器单元。在该例中，分区#3和#4都适于接收附加处理单元，因为它们的当前处理器利用率(分别为.7和.9)大于平均利用率(.356)加上偏差(.05)。而且，在再分配之后，将没有处理器超出10个处理单元的最大处理器/分区分配。
现在该方法判定哪些分区适于作为处理资源捐赠者，以及每个分区适于捐赠多少资源。在该例中，分区#1、#2和#5是潜在处理资源捐赠候选者，因为它们的处理资源利用率(分别为50％、30％和10％)小于该系统总体的平均处理器利用率资源(52.5％)。然而，仅仅分区#2和#5是合格的捐赠者，因为它们的当前处理器利用率(分别为.3和.1)小于平均利用率(.525)减去该偏差(.05)。该例中，分区#1作为处理资源捐赠者是不合格的，因为其利用率(.5)不小于计算机系统总体的平均利用率(.525)减去该偏差(.05)。
通过将该分区的处理器利用率除以该计算机系统总体的处理器利用率可再一次确定每一分区的投标。因此，在该例中：
分区#2投标＝.3/.525＝.57
分区#5投标＝.1/.525＝.19
在捐赠分区的情况下，具有最小投标的分区将是捐赠资源的第一个分区。因此该例中，分区#5将是捐赠其资源的第一个分区，因为其具有最低所计算的投标。
为了更相等地平衡所有分区的处理负载，分区#5将适合捐赠(1-(.1/.525))*1＝.81个处理单元。在再分配之后将剩下.19个单元的分区，其仍超出该分区的最小资源需求(.1)。同样，分区#2将能够捐赠(1-(.3/.525))*1＝1.72单元。在再分配之后分区#2仍剩下2.28个处理单元，轻松地超出了每个次分区的.1个处理器的最小处理单元需求。下表表示适于再分配的资源的近似量，和在该点该分配的次序：
              表2-处理器再分配
捐赠分区/数量                接收分区/数量
分区#5-0.81单元              分区#4-1.42单元
分区#2-1.72单元              分区#3-1.32单元
总计  2.53单元              总计  2.74单元
不同于上一个例子，来自捐赠分区的资源不等于接收分区的资源。因此，该例中，资源只能部分再分配。首先，来自分区#5可用于捐赠的.81个单元被捐赠给分区#4，因为这些分区分别具有最高和最低投标。接下来，从分区#2到分区#4分配了.61个处理资源单元，在分区#2留下1.11个处理单元用于再分配。然后分区#2中剩余的1.11个处理单元被分配到分区#3，分区#3共请求1.32个单元。因此，该例中只能部分满足分区#3的请求。结果，再分配之后所有分区的处理器利用率只能大致相等，如图3的下半区所示。注意再分配之后分区#1保持在大约50％，因为它不参与该再分配。同样，再分配之后分区#3的利用率保持稍高于平均值，因为分区#3不能获得其请求的所有资源。
图4是根据优选实施例的用于动态再分配共享处理资源的方法的流程图。通过确定计算机系统中每一分区的共享处理资源的当前利用率和该系统总体的共享处理资源的当前利用率而开始该方法。该步骤包括对于当前处理器利用率而周期性轮询计算机系统中的每一分区至预定义次数的子步骤。达到预定义次数之后，对于每一分区和计算机系统总体而计算平均处理器利用率。
接下来，比较每一逻辑分区的共享处理资源的当前利用率和计算机系统总体的共享处理资源的当前利用率。具体说，为了确定哪些分区未充分/充分使用，而比较该系统中每一分区的当前利用率与其他分区的当前利用率。为了确定哪些共享处理资源可用于再分配，也比较每一分区的当前利用率与整个计算机系统的当前利用率。
最后，该方法将共享处理资源从具有对共享处理资源中它们所拥有部分的相对较低的当前利用率的逻辑分区再分配到具有对共享处理资源中它们所拥有部分的相对较高的当前利用率的逻辑分区。为此，进行共享处理资源拍卖，其中每一分区具有一个“投标”，通过将分区的当前利用率除以计算机系统总体的当前利用率可计算出该“投标”。具有较大投标的分区被认为是接收更多共享处理资源的候选者。类似地，具有较小投标的分区被认为是捐赠一些处理资源的候选者。根据它们的投标而排序捐赠/接收分区，以使得具有最高投标的接收分区将接收再分配的第一优先权，具有最小投标的捐赠分区将使它们的资源首先被分配。
图2和3的示例实施例假设初始认为所有分区是用于处理资源再分配的候选者。然而，本发明也预期用户可能希望在计算机系统内的分区子集之间限制处理资源的再分配。因此，本发明允许用户创建适于处理资源再分配的分区“组”。该能力允许计算机系统内的某些重要分区(即并非所定义的再分配组的一部分的那些分区)保持它们的处理单元而不管其他分区的利用率如何。作为一个例子，可能需要从适于再分配的分区组中排除运行交互处理的分区。
作为一个例子，如果计算机系统具有5个逻辑分区(例如#1、#2、#3、#4和#5)，并期望分区#1的处理资源保持专用(即不能被共享)，则可能定义包括分区(#2、#3、#4和#5)的再分配组“A”。在该例中，处理器再分配仅被局限于所定义的再分配组“A”内的那些分区，也就是分区#2、#3、#4和#5之间。可预期，可定义计算机系统内的多个再分配组，其中仅在所定义的再分配组中执行任何处理资源分配。例如，假设再分配组“A”包括分区#2和#3，再分配组“B”包括分区#4和#5，然后处理资源分配局限于仅分别在分区#2和#3之间(即组“A”内)和分区#4和#5之间(即组“B”内)发生。如果没有具体定义分配组，则缺省在一单个再分配组中包括所有分区(如前面图2和3所示)。
尽管已通过各种实施例的描述而示出了本发明，并已相当详细地描述了这些实施例，但申请人不想将所附权利要求的范围限定或以任何方式局限在这些细节中。例如，虽然已在上下文的各种计算环境中描述了本发明，但本领域普通技术人员应明白，本发明的机构能作为各种形式的程序产品来分配，例如计算系统的程序，例如运行OS/400或其他操作系统的IBM的i系列服务器，并且本发明能等同应用于实际执行该分配，而不管信号承载媒体的具体类型。信号承载媒体的例子包括：可记录类型媒体例如软盘(例如软盘)和CD ROM，以及传输类型媒体例如包括无线通信链路的数字和模拟通信链路。
所以较宽角度的本发明不限于所示出和描述的具体细节、代表设备和方法、以及示例。因此，可在不脱离申请人的总体发明构思的精神和范围内对所述细节进行改变。本发明的范围意欲不限于具体说明书，而限于所附权利要求。因此，本发明以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种在计算机系统中用于管理共享处理资源的设备，所述计算机系统包括每一个拥有部分共享处理资源的两个或更多逻辑分区，该设备包括：
用于确定所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该设备总体的共享处理资源的当前利用率的装置；
用于比较所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该设备总体的共享处理资源的当前利用率的装置；以及
用于将该共享处理资源从具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较低的当前利用率的逻辑分区再分配到具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较高的当前利用率的逻辑分区的装置。
2.根据权利要求1的设备，其中各装置以周期性、预定时间间隔执行各自的功能。
3.根据权利要求1的设备，其中各装置功能的连续执行之间的时间间隔是动态调整的。
4.根据权利要求1的设备，其中该共享处理资源包括至少一个处理器。
5.根据权利要求1的设备，其中还包括定义再分配组以包括该两个或多个逻辑分区中的至少两个的装置，其中该设备限于仅工作在定义存在于该再分配组中的逻辑分区上。
6.根据权利要求5的设备，其中该设备中存在多个再分配组。
7.一种设备，包括：
至少一个处理器；
与该至少一个处理器相连的存储器；
该设备上定义的两个或更多逻辑分区，其中两个或更多逻辑分区的每一个拥有部分共享处理资源；和
动态处理器分配机构，驻留于所述存储器中，并由该至少一个处理器执行，其中该动态处理器分配机构包括以下装置：
用于确定所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该设备总体的共享处理资源的当前利用率的装置；
用于比较所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该设备总体的共享处理资源的当前利用率的装置；和
用于将该共享处理资源从具有对共享处理资源中它们拥有的部分的相对较低的当前利用率的逻辑分区再分配到具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较高的当前利用率的逻辑分区的装置。
8.根据权利要求7的设备，其中该共享处理资源包括至少一个处理器。
9.一种在计算机系统中用于管理共享处理资源的计算机实现的方法，所述计算机系统包括每一个拥有部分共享处理资源的两个或更多逻辑分区，该方法包括步骤：
确定所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该计算机系统总体的共享处理资源的当前利用率；
比较所述两个或多个逻辑分区的每一个的共享处理资源的当前利用率和该计算机系统总体的共享处理资源的当前利用率；和
将该共享处理资源从具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较低的当前利用率的逻辑分区再分配到具有对共享处理资源中它们所拥有的部分的相对较高的当前利用率的逻辑分区。
10.根据权利要求9的方法，其中该共享处理资源包括至少一个处理器。
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