基于KVM集群的負載均衡機制系統(tǒng)的設計與實現(xiàn).pdf

1、目前在云計算蓬勃發(fā)展的同時，也暴露了一系列問題，最突出的問題是集群的整體負載不均衡以及服務器的資源利用率低。首先數(shù)據(jù)中心規(guī)模逐步擴大，針對不同業(yè)務的基礎設施標準也各不相同，數(shù)據(jù)中心設備的異構性逐漸增強，同時用戶的應用需求數(shù)量激增，導致數(shù)據(jù)中心負載不均衡的現(xiàn)象普遍存在;其次傳統(tǒng)的資源調度并未考慮虛擬機是什么樣的應用類型，而集群中不同應用類型的虛擬機對應不同的資源需求，這就導致同一宿主機的各種資源（網絡、計算或存儲）的利用不均衡，造成資源浪

2、費。
　　本研究針對上述兩個問題，提出一種基于KVM集群的負載均衡機制，研究工作主要包含四方面。首先設計了基于KVM集群的負載均衡機制的系統(tǒng)，系統(tǒng)分為兩大部分----應用端和管理端，應用端為用戶提供各種應用;管理端是整個系統(tǒng)的核心部分，包括服務器監(jiān)控模塊、虛擬機監(jiān)控模塊、負載評估模塊、彈性伸縮模塊、核心模塊以及彈性調整模塊。其中負載評估模塊根據(jù)本文設計的負載均衡算法求得可以衡量服務器負載壓力的權值，彈性伸縮模塊基于服務器的負載權值

3、可以自動調整KVM集群的規(guī)模，核心模塊由蟻群與模擬退火優(yōu)化算法決策出需要進行調度的虛擬機的最佳匹配服務器，最后由彈性調整模塊實現(xiàn)虛擬機的遷移與系統(tǒng)的負載再評估。其次為了合理地衡量集群中物理機的負載壓力，本文提出一種負載均衡算法來負責監(jiān)控各個虛擬機的運行狀態(tài)以及定期獲取各個應用端的內存利用率、CPU使用率、IO占用率和帶寬占用率，并結合服務器的硬件性能指標以及當前時刻服務器的運行情況，求得數(shù)據(jù)中心中各個服務器的權值。同時根據(jù)權值實現(xiàn)系統(tǒng)的

4、彈性伸縮、決定觸發(fā)遷移時機、確定需要進行調度的虛擬機以及選擇合適的可遷移服務器，確保系統(tǒng)負載均衡，提高其可用性以及可靠性。提出了一種蟻群與模擬退火優(yōu)化算法，算法思想是通過用戶虛擬機和后臺宿主機之間的匹配度決策出需要進行調度的虛擬機以及可遷移服務器的最佳匹配關系。然后利用彈性調整模塊實現(xiàn)虛擬機的遷移，并且在每次遷移完成后需對集群的負載壓力重新評估。最后通過CloudSim云平臺工具仿真測試基于本文提出的蟻群與模擬退火優(yōu)化算法的負載均衡機制