基于Xen的虛擬機動態(tài)遷移技術(shù)研究與應(yīng)用.pdf

1、近年來，虛擬機技術(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，增強系統(tǒng)彈性和擴展性，減少硬件投資及管理維護成本等諸多優(yōu)勢而被廣泛的應(yīng)用于資源服務(wù)整合、系統(tǒng)安全、分布式計算以及新興的云計算等領(lǐng)域。虛擬機動態(tài)遷移技術(shù)作為虛擬機技術(shù)的一個重要特征，能夠完整無縫地將運行著的虛擬機從一臺物理主機遷移到另一臺物理主機，同時實現(xiàn)操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件的動態(tài)遷移，宕機時間在毫秒級別，它是實現(xiàn)物理機之間負載均衡、使系統(tǒng)達到高可用性和高可靠

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

3、間內(nèi)不被使用的頁面，對于修改頻率高的頁面在虛擬機掛起后傳送，該算法能夠有效減少內(nèi)存頁面?zhèn)魉蛿?shù)量，縮短總遷移時間。
　　其次，本文設(shè)計實現(xiàn)了一個云環(huán)境下的虛擬機遷移管理框架，提供以手動和自動控制兩種方式進行虛擬機動態(tài)遷移。在自動遷移控制方式下，通過監(jiān)控系統(tǒng)中的平臺負載信息，可以檢測物理機負載狀態(tài)。當某臺物理機資源被使用過載而成為熱點時，遷移管理框架會自動選擇遷移其上的部分虛擬機到其他物理機上，從而降低該物理機資源的使用率，消除熱點。

4、
　　最后，通過大量實驗對所提出的加權(quán)統(tǒng)計預(yù)拷貝遷移算法的性能和遷移框架的功能進行了驗證。實驗表明當虛擬機處于重負載臟頁率較高時，所提出的算法能夠減少內(nèi)存頁面?zhèn)魉蛿?shù)量、有效縮短總遷移時間，并不會明顯增加虛擬機宕機時間，與原遷移算法相比，總遷移時間縮短了15％，內(nèi)存頁面?zhèn)魉蛿?shù)量減少了20％;此外，從物理機內(nèi)存使用率的角度，對遷移管理框架的功能進行了實驗驗證，結(jié)果表明，所提出的遷移框架能夠及時檢測內(nèi)存使用率熱點，并能夠自動通過動態(tài)遷移