基于Xen的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移算法優(yōu)化.pdf

1、虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ)，是指把物理資源轉(zhuǎn)化為邏輯上可以管理的資源，以打破物理結(jié)構(gòu)之間壁壘的技術(shù)。利用虛擬化技術(shù)，所有的資源都透明地運(yùn)行在各種各樣的物理平臺(tái)上，資源的管理都將按照對(duì)應(yīng)的邏輯方式來(lái)進(jìn)行，從而完全實(shí)現(xiàn)資源的自動(dòng)化配置。虛擬化技術(shù)不僅可以幫助用戶合并多種工作負(fù)荷，在單個(gè)操作系統(tǒng)上運(yùn)行多種操作系統(tǒng)環(huán)境，而且可以提高系統(tǒng)的可用性，在系統(tǒng)之間遷移虛擬環(huán)境。
　　為了在動(dòng)態(tài)遷移中減少總遷移時(shí)間和停機(jī)時(shí)間，Xen采用的是預(yù)拷貝算法（

2、Pre-Copy）來(lái)選擇合適的時(shí)間進(jìn)行停機(jī)拷貝，其核心思想是在進(jìn)程的部分或全部地址空間從源主機(jī)到目標(biāo)主機(jī)傳輸完畢后，源主機(jī)才掛起進(jìn)程并傳輸核心數(shù)據(jù)。這種算法在空負(fù)載和低負(fù)載的時(shí)候表現(xiàn)很出色，但是在高負(fù)載時(shí)的表現(xiàn)不是很完美，主要原因是高負(fù)載下，預(yù)拷貝算法需要對(duì)內(nèi)存頁(yè)進(jìn)行重復(fù)迭代，直到最大迭代拷貝次數(shù)。
　　本文以Xen作為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移的改進(jìn)和優(yōu)化，研究重點(diǎn)是根據(jù)原內(nèi)存遷移算法預(yù)拷貝算法的缺點(diǎn)和不足，提出新的算法對(duì)總遷移

3、時(shí)間和停機(jī)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。本文主要工作如下：
　　1）從歷史背景、應(yīng)用場(chǎng)合和實(shí)現(xiàn)技術(shù)三方面研究和分析了虛擬化技術(shù)，總結(jié)比較了當(dāng)今一些流行的虛擬機(jī)。
　　2）研究了Xen的動(dòng)態(tài)遷移的原理和實(shí)現(xiàn)。首先介紹了動(dòng)態(tài)遷移的概念和動(dòng)態(tài)遷移的幾個(gè)技術(shù)難題，其次介紹了動(dòng)態(tài)遷移的主要內(nèi)容和具體流程，然后結(jié)合源代碼對(duì)動(dòng)態(tài)遷移的整體流程進(jìn)行了分析。
　　3）針對(duì)Xen的遷移框架，在原預(yù)拷貝算法基礎(chǔ)上，提出了頁(yè)面分層算法。頁(yè)面分層算法重點(diǎn)是解決

4、傳統(tǒng)迭代過(guò)程中重復(fù)拷貝相同臟頁(yè)的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)內(nèi)存頁(yè)重寫(xiě)次數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)來(lái)盡量減少不必要的拷貝。
　　4）通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證本文設(shè)計(jì)的動(dòng)態(tài)遷移優(yōu)化算法的合理性和可行性。為了驗(yàn)證頁(yè)面分層算法的健壯性和穩(wěn)定性，本文從低負(fù)載，高內(nèi)存負(fù)載，高CPU負(fù)載和高網(wǎng)絡(luò)負(fù)載四個(gè)方面，對(duì)頁(yè)面分層算法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，頁(yè)面分層算法在高臟頁(yè)率情況下可以有效地對(duì)總遷移時(shí)間和停機(jī)時(shí)間進(jìn)行優(yōu)化。
　　5）最后對(duì)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移的發(fā)展方向和Xen的進(jìn)一步應(yīng)用做了