Xen虛擬機內(nèi)存實時遷移技術(shù)研究與實現(xiàn).pdf

1、虛擬機實時遷移是虛擬化技術(shù)的一個重要特征，對于近年來不斷興起的數(shù)據(jù)中心的負載均衡和災(zāi)難恢復(fù)有非常重大的意義。通過虛擬機的實時遷移，把虛擬機從源物理主機硬件平臺遷移到目的物理主機硬件平臺上，不僅可以快速消除源物理機上虛擬機之間的資源競爭，還可以通過合并操作大大減少激活的物理機數(shù)目，顯著提高計算的效率。
　　目前虛擬機實時遷移大多采用迭代預(yù)拷貝方法，該方法在虛擬機低負載或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較好的情況下有良好的表現(xiàn)，但也具有明顯的局限性。當(dāng)臟頁率

2、過大時，會產(chǎn)生大量內(nèi)存頁重傳，導(dǎo)致遷移期間數(shù)據(jù)傳送總量變大和總遷移時間變長，影響遷移期間虛擬機的服務(wù)質(zhì)量;當(dāng)虛擬機網(wǎng)絡(luò)負載過重時，會出現(xiàn)臟頁率大于遷移所用網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的情況，預(yù)拷貝算法會失效，導(dǎo)致停機時間過長。
　　本文對Xen虛擬機內(nèi)存實時遷移技術(shù)進行了深入地研究，針對原有迭代預(yù)拷貝算法在特定環(huán)境下存在的總遷移時間和停機時間過長、遷移期間服務(wù)質(zhì)量降低、算法失效等問題，提出了一種內(nèi)存實時壓縮遷移算法。該算法在預(yù)拷貝算法的基礎(chǔ)之上，

3、通過設(shè)計并實現(xiàn)內(nèi)存實時壓縮算法M2LZO和內(nèi)存頁重復(fù)度檢查算法，在內(nèi)存批量傳送出去前，先使用M2LZO算法對內(nèi)存頁以不同的重復(fù)度作區(qū)分，分別使用適合的壓縮等級進行壓縮編碼然后再傳送;在目的物理主機接收到壓縮數(shù)據(jù)后先用相應(yīng)的譯碼算法進行解壓縮，再交給預(yù)拷貝算法恢復(fù)內(nèi)存頁。該算法可以有效減少遷移期間內(nèi)存?zhèn)魉涂偭浚s短總遷移時間和停機時間，而且在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差的情況下也能表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性，一定程度上解決了原算法瓶頸問題。在此基礎(chǔ)上，本文還對X

4、en遷移管理框架進行了優(yōu)化。針對原框架不能自動遷移，設(shè)計了信息收集器、熱點檢測和遷移策略等機制;針對原框架存在的性能提升空間，設(shè)計了遷移算法的多線程并行處理和內(nèi)存空閑頁特殊處理等方法提升遷移性能;針對遷移期間服務(wù)質(zhì)量的保證，對遷移過程中占用資源情況進行控制，使遷移本身占用的CPU和網(wǎng)絡(luò)帶寬資源達到最優(yōu)利用。
　　本文最后通過實驗對M2LZO算法和優(yōu)化后的遷移管理框架進行性能測試。實驗結(jié)果表明，優(yōu)化后的遷移管理框架與優(yōu)化前相比，對不