基于Xen的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，虛擬機(jī)技術(shù)由于能夠很好的屏蔽底層硬件資源的異構(gòu)特性，具有提高資源使用效率，增強(qiáng)系統(tǒng)彈性和擴(kuò)展性，減少硬件投資及管理維護(hù)成本等諸多優(yōu)勢(shì)而被廣泛的應(yīng)用于資源服務(wù)整合、系統(tǒng)安全、分布式計(jì)算以及新興的云計(jì)算等領(lǐng)域。虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)作為虛擬機(jī)技術(shù)的一個(gè)重要特征，能夠完整無(wú)縫地將運(yùn)行著的虛擬機(jī)從一臺(tái)物理主機(jī)遷移到另一臺(tái)物理主機(jī)，同時(shí)實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的動(dòng)態(tài)遷移，宕機(jī)時(shí)間在毫秒級(jí)別，它是實(shí)現(xiàn)物理機(jī)之間負(fù)載均衡、使系統(tǒng)達(dá)到高可用性和高可靠

2、性的核心關(guān)鍵技術(shù)，也是當(dāng)前虛擬化和云計(jì)算相關(guān)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本文在深入分析Xen虛擬機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)及云環(huán)境下的虛擬機(jī)管理框架進(jìn)行了深入研究，具體做了如下工作。
　　首先，本文對(duì)Xen虛擬機(jī)技術(shù)及動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)進(jìn)行了深入地研究，針對(duì)Xen原有內(nèi)存遷移算法在虛擬機(jī)臟頁(yè)率高時(shí)存在的拷貝效率低的問(wèn)題，提出了一種改進(jìn)的加權(quán)統(tǒng)計(jì)預(yù)拷貝算法。該算法對(duì)多次收集到的臟頁(yè)信息進(jìn)行加權(quán)統(tǒng)計(jì)，優(yōu)先選擇傳送修改頻率低并且在一段時(shí)

3、間內(nèi)不被使用的頁(yè)面，對(duì)于修改頻率高的頁(yè)面在虛擬機(jī)掛起后傳送，該算法能夠有效減少內(nèi)存頁(yè)面?zhèn)魉蛿?shù)量，縮短總遷移時(shí)間。
　　其次，本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)云環(huán)境下的虛擬機(jī)遷移管理框架，提供以手動(dòng)和自動(dòng)控制兩種方式進(jìn)行虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移。在自動(dòng)遷移控制方式下，通過(guò)監(jiān)控系統(tǒng)中的平臺(tái)負(fù)載信息，可以檢測(cè)物理機(jī)負(fù)載狀態(tài)。當(dāng)某臺(tái)物理機(jī)資源被使用過(guò)載而成為熱點(diǎn)時(shí)，遷移管理框架會(huì)自動(dòng)選擇遷移其上的部分虛擬機(jī)到其他物理機(jī)上，從而降低該物理機(jī)資源的使用率，消除熱點(diǎn)。

4、
　　最后，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)所提出的加權(quán)統(tǒng)計(jì)預(yù)拷貝遷移算法的性能和遷移框架的功能進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)表明當(dāng)虛擬機(jī)處于重負(fù)載臟頁(yè)率較高時(shí)，所提出的算法能夠減少內(nèi)存頁(yè)面?zhèn)魉蛿?shù)量、有效縮短總遷移時(shí)間，并不會(huì)明顯增加虛擬機(jī)宕機(jī)時(shí)間，與原遷移算法相比，總遷移時(shí)間縮短了15％，內(nèi)存頁(yè)面?zhèn)魉蛿?shù)量減少了20％;此外，從物理機(jī)內(nèi)存使用率的角度，對(duì)遷移管理框架的功能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，結(jié)果表明，所提出的遷移框架能夠及時(shí)檢測(cè)內(nèi)存使用率熱點(diǎn)，并能夠自動(dòng)通過(guò)動(dòng)態(tài)遷移