基于Xen的虛擬機動態(tài)遷移算法優(yōu)化.pdf

1、虛擬化是一個廣義的術語，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。利用虛擬化技術，所有的資源都透明地運行在各種各樣的物理平臺上，資源的管理都將按照對應的邏輯方式來進行，從而完全實現(xiàn)資源的自動化配置。虛擬化技術不僅可以幫助用戶合并多種工作負荷，在單個操作系統(tǒng)上運行多種操作系統(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。
　　為了在動態(tài)遷移中減少總遷移時間和停機時間，Xen采用的是預拷貝算法（

2、Pre-Copy）來選擇合適的時間進行停機拷貝，其核心思想是在進程的部分或全部地址空間從源主機到目標主機傳輸完畢后，源主機才掛起進程并傳輸核心數(shù)據(jù)。這種算法在空負載和低負載的時候表現(xiàn)很出色，但是在高負載時的表現(xiàn)不是很完美，主要原因是高負載下，預拷貝算法需要對內(nèi)存頁進行重復迭代，直到最大迭代拷貝次數(shù)。
　　本文以Xen作為實驗平臺研究虛擬機動態(tài)遷移的改進和優(yōu)化，研究重點是根據(jù)原內(nèi)存遷移算法預拷貝算法的缺點和不足，提出新的算法對總遷移

3、時間和停機時間進行優(yōu)化。本文主要工作如下：
　　1）從歷史背景、應用場合和實現(xiàn)技術三方面研究和分析了虛擬化技術，總結(jié)比較了當今一些流行的虛擬機。
　　2）研究了Xen的動態(tài)遷移的原理和實現(xiàn)。首先介紹了動態(tài)遷移的概念和動態(tài)遷移的幾個技術難題，其次介紹了動態(tài)遷移的主要內(nèi)容和具體流程，然后結(jié)合源代碼對動態(tài)遷移的整體流程進行了分析。
　　3）針對Xen的遷移框架，在原預拷貝算法基礎上，提出了頁面分層算法。頁面分層算法重點是解決

4、傳統(tǒng)迭代過程中重復拷貝相同臟頁的問題，通過對內(nèi)存頁重寫次數(shù)進行統(tǒng)計來盡量減少不必要的拷貝。
　　4）通過實驗來驗證本文設計的動態(tài)遷移優(yōu)化算法的合理性和可行性。為了驗證頁面分層算法的健壯性和穩(wěn)定性，本文從低負載，高內(nèi)存負載，高CPU負載和高網(wǎng)絡負載四個方面，對頁面分層算法進行實驗。實驗結(jié)果表明，頁面分層算法在高臟頁率情況下可以有效地對總遷移時間和停機時間進行優(yōu)化。
　　5）最后對虛擬機動態(tài)遷移的發(fā)展方向和Xen的進一步應用做了