外文翻譯--虛擬機快速透明的遷移（中文）

1、中文 中文 4004 字虛擬機快速透明的遷移 虛擬機快速透明的遷移摘要 摘要本文描述了一個系統(tǒng)的設計和實現(xiàn)，這個系統(tǒng)通過使用虛擬機技術來實現(xiàn)應用程序的快速、透明遷移。這個系統(tǒng)是第一個能夠將未修改的應用程序遷移至未修改的基于 x86 的主流操作系統(tǒng)上，包括 Windows，Linux 和 Novell NetWare 等。不管是應用程序還是與應用程序通訊的客戶端都感覺不到這種遷移。從測試數(shù)據(jù)我們可以看出，這種遷移導致的應用程序的暫停時間

2、不超過 1 秒。1. 緒論 緒論快速透明的遷移能夠讓整個系統(tǒng)在物理機器上實現(xiàn)負載均衡，同時通過將應用程序從需要服務和更新的機器上遷移到別的機器上，可以提高系統(tǒng)的可用性和服務性。本文介紹了一個叫 VMotion 的系統(tǒng)，自從 2003 年以來，它都是VMware VirtualCenter 中的一個組成部分。將來 VMware 的產品會使用 VMotion在大量服務器上實現(xiàn)自動負載均衡。本文做了以下貢獻：1. 本文第一次描述了能夠在現(xiàn)有的

3、應用程序和操作系統(tǒng)上實現(xiàn)虛擬機的快速透明遷移的系統(tǒng)，而應用程序和操作系統(tǒng)都不需要修改。2. 本文第一次使用標準測試程序來測試數(shù)百個虛擬機遷移的性能。3. 本文描述了虛擬機遷移時的開銷和所需資源。2. 虛擬機遷移 虛擬機遷移虛擬機遷移需要一個正在運行的虛擬機，并將它從一個物理機器遷移到另一個物理機器。這種遷移對上層的 guest OS，運行在 guest OS 上的應用程序以 及虛擬機的遠程客戶端來說必須是透明的。用戶幾乎察覺不到什么變化

4、，唯一可以感覺到的應該是在遷移過程中程序運行速度會變慢，而在遷移后系統(tǒng)的性 能可能會提高，那是因為虛擬機遷移到一個擁有更多可用資源的機器上了。本文介紹的虛擬機遷移系統(tǒng)是 VMware VirtualCenter 產品中的一部分，它管理著 VMware ESX Server。VMware ESX Server 的虛擬化平臺由以下兩部分構 成：虛擬機監(jiān)視器（VMM）和虛擬機內核（vmkernel） 。Guest OS 如 Windows、

5、Linux 都運行在虛擬化平臺的最上層（見圖 1） 。虛擬機監(jiān)視器處理所有運行在虛擬 CPU 上的指令并且模擬所有的虛擬設備。虛擬機內核調度虛擬 機的運行并分配和管理虛擬機所需的資源。ESX Server 動態(tài)的為每個虛擬機分配實際機器上的內存。這需要增加一個間接 映射層來完成這一功能。所有直接對虛擬機內存進行的寫操作和對頁表的寫操作都將被 VMM 截獲，然后 VMM 將虛擬機物理地址映射到機器地址。一旦設 置好虛擬機的內存映射部件和頁

6、表，虛擬機在運行過程中就不會在地址翻譯上產生額外的開銷。當虛擬機在源機器上運行時，我們使用間接映射層來完成預拷貝。第一步就是拷貝虛擬機所有的物理內存。在拷貝之前，將每一個頁面設為只讀，因此任何的寫操作都會被虛擬機監(jiān)視器檢測到。當?shù)谝徊酵瓿蓵r，有些頁面已經(jīng)被 修改，這些被修改的頁面將拷貝到目標機上，而此時虛擬機仍然在運行。這一過程將重復多次，直到被修改的頁面數(shù)足夠小或數(shù)量不再發(fā)生變化。當被修改 的頁面大小小于 16MB 或被修改的頁面大小

7、的減少量小于 1MB 時，停止預拷貝。3.性能評測 性能評測 本節(jié)我們將研究上文提到的虛擬機遷移的性能。我們不但測試虛擬機遷移時不能對外服務的時間，而且測試了遷移對 CPU 在資源分配上的影響。更重要的是，在高負荷的情況下虛擬機仍然能實現(xiàn)快速透明的遷移。3.1 開始實驗 開始實驗所有的實驗都是在一組 Dell 1600SC 服務器上進行的，每個服務器都有兩個 Intel Xeon 處理器和 1GB 內存。所有服務器都通過 Qlogi

8、c 2300 光纖通道卡連接在 EMC CLARiiON 存儲域網(wǎng)絡上。他們使用 Intel Pro/1000 千兆網(wǎng)卡來傳輸虛擬機的狀態(tài)。每一次實驗都是在兩個服務器之間進行，每 5 秒遷移一個虛擬機，累積遷移 50 次。實驗中的虛擬機都在進行以下工作：空閑操作： 空閑操作：一個空閑的 Windows Server 2000 編譯內核： 編譯內核：在 RedHat 7.2 上編譯 Linux 內核仿真程序： 仿真程序：仿真程序運行在 W

9、indows Server 2000 系統(tǒng)上。仿真程序會啟動 3 個工作線程來完成磁盤 I/O，每個線程會對 500MB 的文件進行至少 5 次以 上的寫操作。memtest86：Memtest86 會不斷地對內存進行讀寫操作，它會在循環(huán)里運行 1 號測試程序。dhhammer：Database Hammer 是一個運行在 Windows Server 2000 上的數(shù)據(jù)庫裝載器，它使用客戶機/服務器體系結構。當客戶端運行在第三方物理機