CN101601015A - 虚拟化环境分配系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种虚拟化环境分配系统(10)包括：具有多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)的计算机系统(100)，该计算机系统(100)被配置为具有耦合到其的多个输入/输出(I/O)装置(105)；以及分配控制器，其被配置为将所述多个I/O装置(105)中的至少一个I/O装置分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)中的第一虚拟化堆栈和将所述多个I/O装置(105)的至少另一个I/O装置分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)的第二虚拟化堆栈。

Description

虚拟化环境分配系统和方法
背景技术
虚拟化在计算机硬件和操作系统(OS)之间创建了抽象层，所述抽象层使得多个OS能够同时在相同的计算机系统上运行并且使得多个用户能够在相同的计算机系统上操作。此外，在某些情况中，虚拟化还使得单个用户能够在虚拟化环境中利用多个软件堆栈。OS的每个表现通常能够完全访问所有的输入/输出(I/O)装置。因此，在这种虚拟化环境中，处于特定用户控制下的不同软件堆栈之间以及不同OS之间存在I/O装置冲突的可能性。
附图说明
为了更完全地理解本发明、以及其目的和优点，将结合附图参考下面的描述，其中：
图1是示出虚拟化环境分配系统的实施例的方框图；
图2是示出虚拟化环境分配方法的实施例的流程图。
具体实施方式
通过参考附图中的图1和2最好地理解本发明的优选实施例和其优点，相同的数字被用于各个附图中相同和对应的部分。
图1是示出虚拟化环境分配系统10的实施例的方框图。在图1示出的实施例中，系统10包括具有输入/输出(I/O)装置105的计算机系统100，该输入/输出(I/O)装置105与计算机系统100通信地耦合。在图1示出的实施例中，I/O装置105包括显示器110和111、鼠标120、键盘121、智能卡读取器122、指纹读取器123、系统管理(SM)系统124、SM记录125、远程控制126、游戏控制器127和数字媒体驱动器128。然而，应该理解I/O装置105可以包括附加的和/或不同类型的装置，例如但不限于通用串行总线(USB)装置、照相机、麦克风、生物计量装置、打印机、扫描仪、地理空间定位系统(GPS)接收器、通信装置和音频/视频装置。此外，应该理解耦合到计算机系统100的I/O装置105的数量可以改变。
在图1中，计算机系统100采用两个中央处理单元(CPU)101和102，不过可以使用数量更多或更少的CPU。计算机系统100还包括虚拟化层103，该虚拟化层包括CPU101和102与四个示范性堆栈S1-S4之间的抽象软件层。优选地，每个堆栈S1-S4包括作为集成解决方案或部件进行管理的硬件、软件、固件、或其组合。在图1所示的实施例中，堆栈S1包括通用应用程序堆栈，堆栈S2包括用于运行财务程序或用于处理过程医学(process medical)或其他敏感信息的私有应用程序堆栈，堆栈S3包括用于运行安全相关和管理相关过程的安全和系统管理堆栈，以及堆栈S4包括用于操作娱乐相关的程序和过程的娱乐堆栈。因此，在图1中，堆栈S1-S4被配置用于和/或以其他方式专用于不同的用途和/或功能。然而，应该理解堆栈S1-S4可以包括其他类型的堆栈，并且应该理解堆栈的数量可以另外改变。此外，应该理解堆栈S1-S4可以被分派给单个用户或多个用户(例如，一些堆栈被分派给一个用户而其他的堆栈被分派给不同的用户)。
在图1所示出的实施例中，堆栈S1包括操作系统(OS)OS1、中间件(MW)MW1、和应用程序APP1。堆栈S2包括OS OS2(其可以与在堆栈S1中运行的OS1不同或相同)和布置于OS1和应用程序APP2之间的安全层SECURITY1。图1中所示的堆栈S3不运行OS，因为其可以运行更基础的安全服务。然而，应该理解在某些实施例中，堆栈S3可以运行OS。堆栈S4包括OS OS3，在某些实施例中，OS3包括用于仅运行娱乐相关应用程序的精简OS。堆栈S4也包括MW MW2和娱乐应用程序APP3，其可以是游戏或媒体播放器。
在图1示出的实施例中，鼠标120、键盘122和显示器110被分配给堆栈S1。此外，在图1中，作为某些私有应用程序通常所希望的增加安全级别的结果，智能卡读取器122被分派给堆栈S2。然而，应该理解堆栈S2中运行的任何应用程序也可能需要使用鼠标、键盘和显示器。从而，在图1中，鼠标120、键盘122和显示器110也被分配给堆栈S2。在图1示出的实施例中，堆栈S3被分配了指纹读取器123、SM124和SM记录125。应该理解安全和系统管理可以在分开的堆栈中运行。在图1中，远程控制126和游戏控制器127被分配给堆栈S4。应该理解，可以提供其他堆栈作为堆栈S1-S4的副本或基于其他功能和用途作为其他类型的堆栈。此外，在如图1示出的多CPU系统中(例如，CPU101和102)，特定的堆栈可以与具体的CPU相关联。
在图1中，计算机系统100还包括用于存储访问控制器140、优先化规则142和分配控制器143的存储器104。访问控制器140和分配控制器143可以包括硬件、软件、固件、或其组合，并且可以包括包含在计算机可读介质上的计算机程序。访问控制器140用于限制用户访问计算机系统100的某些特征，例如限制用户影响优先化规则142和分配控制器143中的变化的能力。例如，可以限制访问，使得仅具有适当登陆凭证(login credential)的用户可以改变优先化规则142和分配控制器143。登陆凭证可以是基本用户凭证或保留的特权，例如超级用户特权或计算机管理员特权。分配控制器143识别和/或以其他方式确定耦合到计算机系统100的I/O装置105并且将I/O装置105分配到各个堆栈S1-S4。分配控制器143可以是虚拟化层103的一部分和/或在堆栈S1-S4中的一个或多个操作系统OS1-OS3或用于计算机系统100的整个操作系统。
优先化规则142是规则的列表，在计算机系统100运行时或当计算机系统100启动时，分配控制器140使用所述规则将各个I/O装置105分派给堆栈S1-S4。在某些实施例中，优先化规则142包括默认设置，当计算机系统100启动时和/或当新的I/O装置连接到计算机系统100时可以自动应用这些默认设置。例如，在某些实施例中，默认设置可以指示所有新添加的装置(例如装置106)被添加到堆栈S1，除非这些装置具有安全功能或与游戏控制有关。从而，例如，如果用户添加了新的生物计量读取装置(例如视网膜扫描仪129)伴随装置129的安装软件130可以更新优先化规则142以指示分配控制器140应该将扫描仪129分配到堆栈S3，因为视网膜扫描仪129是安全相关装置。可选地，分配控制器140可以在安装期间提示用户对新装置106进行分类和/或可以自动识别和/或分类新添加的装置以进行分配。从而，例如，响应于接收到用户输入(可能由分配控制器140通过鼠标120或键盘121接收的)，分配控制器140可以自动地应用默认优先化规则142来将扫描仪129分配到安全堆栈S3。然而，在某些实施例中，用户可以使用分配控制器140来录入不同的分配，使得分配控制器140将装置106分配到另一堆栈(例如堆栈S1、S2或S4)，或多个堆栈。也应该理解安装软件130和/或优先化规则142可以指示某些类型的装置105应被分配到多个堆栈。
在某些实施例中，优先化规则142包括偶然事件(contingencies)，例如当应用程序APP3开始运行时指示将I/O装置105中的某些装置分配到堆栈S4，而当APP3关闭时将其分配到堆栈S1，但是不限于此。另一个可能的偶然分配规则可以是智能卡读取器122通常分配给堆栈S2，直到指纹读取器123从计算机系统100分离，此时智能卡读取器122被重新分配给堆栈S3。此外，将指纹读取器123重新连接到计算机系统100可以触发分配控制器140将智能卡读取器122重新分配到堆栈S2。
此外，在某些实施例中，规则142是分等级的，使得某些I/O装置105的分配根据其他I/O装置105的分配或根据哪些堆栈正在运行而定。例如，堆栈自身可以具有优先级，例如堆栈S3具有用于安全装置的优先级。利用这种堆栈优先级方案，如果堆栈S3在运行，则来自I/O装置105中的至少一个安全相关的装置可以被分配到堆栈S3，并且如果堆栈S3不在运行，S2将仅具有安全相关的装置。从而，在这个实施例中，堆栈S2于是可以具有用于安全相关的装置的优于堆栈S1和S4的优先级，使得如果堆栈S3不在运行，堆栈S2将被分配来自I/O装置105中的至少一个安全相关的装置。
在某些实施例中，规则142被组织成群或集合，使得一组规则或规则集142被用来对不同情况控制I/O装置105的分配，并且因此，可以作为集合来进行修正和/或替换/代替。从而，例如，优先化规则142可以包括多个集合，其中分配控制器143使用一个集合作为当前或默认集合，并且响应于某个事件的发生，利用规则142的另一个存储的集合来替换当前集合(即使用规则142的不同集合)，从而提供动态分配和/或重新分配。事件可以包括新装置106的添加或其中一个I/O装置105的移除/断开连接、用户输入、或应用程序APP2的启动或关闭。在某些实施例中，规则142的不同集合是基于计算机系统100的特定用途的(例如，如果计算机系统100被用于游戏，规则142的特定集合用于分配I/O装置105)。规则142的集合或其中之一的替换和/或代替可以是暂时的(例如，使得当条件改变时，重新建立先前使用的规则集合作为当前集合)或是永久的(例如，其中先前的规则142集合被抛弃或不再使用，除非通过用户输入或以其他方式指示这样做)。在某些实施例中，规则142的替换触发重新分配，其中分配控制器143基于新修改的优先化规则142集合或替代的优先化规则142集合将I/O装置105重新分配到堆栈S1-S4中的特定堆栈。然而，应该理解在某些实施例中，重新分配可能需要重新启动计算机系统100来使用新的优先化规则142。
图2是示出虚拟化环境分配方法20的实施例的流程图。该方法始于块201，其中由分配控制器143执行初始的I/O装置105分配。例如，在某些实施例中，分配控制器143访问规则142并基于规则142分配I/O装置105。在某些实施例中，不同事件将触发I/O装置105到特定和/或不同堆栈的分配和/或重新分配。例如，在块202中，检测一个或多个I/O装置105相对于计算机系统100的添加或移除。在块203，用户输入被接收(例如，分类和/或重新分类特定I/O装置105或特定功能)。在块204，检测应用程序的开启或关闭。例如，如果应用程序APP3为电影播放器，并且远程控制126最初被分派给娱乐堆栈S4，那么应用程序APP3的终止(例如，指示电影结束)触发将远程控制126重新分配到通用堆栈S1，在堆栈S1其可以用于控制APP1。
在某些实施例中，其他事件也可以触发I/O装置105的分配和/或重新分配，如块205中所示。其他事件可以包括定时器启动(timer firing)、预定事件、外部系统管理员发送和更新请求、各种传感器发送诸如环境或篡改指示的信号、用户登陆、管理程序请求以及OS请求。事件可以任选地触发优先化规则142的改变或替换，如任选块206中所示。例如，优先化规则142可以包括指示键盘121和显示器110被分配到通用堆栈S1和私有应用程序堆栈S2两者，而游戏控制器127和显示器111被分配到娱乐堆栈S4的规则。然而，在游戏控制器127被移除后，分配控制器143可以提示用户从管理规则142的改变的一组选择中进行选择(例如，也许用户不再希望将计算机用于游戏，在这种情况下没有装置将被分配给堆栈S4，或也许用户需要使用键盘输入来控制游戏，在这种情况下键盘121进一步被分配给堆栈S4)。
在块207中，响应于检测到一个或多个事件(例如，块202-205指示的事件)，分配控制器143将一个或多个I/O装置105分配和/或重新分配到特定和/或不同的堆栈。从而，系统10的实施例使得能够基于例如特定I/O装置105的不同用途和功能和/或与使用的特定I/O装置105相连的计算机系统100的不同用途和/或功能将I/O装置105分配到虚拟化环境中的一个或多个堆栈。

Claims (10)

1、一种虚拟化环境分配系统(10)，包括：
具有多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)的计算机系统(100)，该计算机系统(100)被配置为具有耦合到其的多个输入/输出(I/O)装置(105)；以及
分配控制器(143)，其被配置为将所述多个I/O装置(105)中的至少一个I/O装置分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)中的第一虚拟化堆栈以及将所述多个I/O装置(105)中的至少另一个I/O装置分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)中的第二虚拟化堆栈。
2、如权利要求1所述的系统(10)，其中分配控制器(143)被配置为基于用户输入将所述多个I/O装置(105)分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)。
3、如权利要求1所述的系统(10)，其中分配控制器(143)被配置为动态地将所述多个I/O装置(105)分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)。
4、如权利要求1所述的系统(10)，进一步包括优先化规则(142)的集合，所述优先化规则能够由分配控制器(143)访问，以用于确定所述多个I/O装置(105)中的哪个I/O装置应该被分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)中的哪个虚拟化堆栈。
5、如权利要求1所述的系统(10)，其中分配控制器(143)被配置为响应于事件将所述至少一个I/O装置(105)重新分配给另一个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)。
6、一种虚拟化环境分配方法，包括：
识别耦合到计算机系统(100)的多个输入/输出(I/O)装置(105)，所述计算机系统(100)具有多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)；以及
将所述多个I/O装置(105)中的至少一个I/O装置分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)中的第一虚拟化堆栈和将所述多个I/O装置(105)中的至少另一个I/O装置分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)中的第二虚拟化堆栈。
7、如权利要求6所述的方法，进一步包括基于用户输入将所述多个I/O装置(105)分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)。
8、如权利要求6所述的方法，进一步包括动态地将所述多个I/O装置(105)分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)。
9、如权利要求6所述的方法，进一步包括访问优先化规则(142)的集合，以确定所述多个I/O装置(105)中的哪个I/O装置应该被分配到所述多个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)中的哪个虚拟化堆栈。
10、如权利要求15所述的方法，进一步包括响应于事件将所述至少一个I/O装置(105)重新分配给另一个虚拟化堆栈(S1，S2，S3，S4)。
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