Xen環(huán)境下實時遷移結(jié)構(gòu)和算法研究.pdf

1、近年來，虛擬化技術(shù)因為能提供良好的獨立性、服務(wù)器整合以及易管理性而備受關(guān)注。作為虛擬化技術(shù)的一個重要特征，實時遷移能夠完整、無縫地將一個虛擬機從一臺物理服務(wù)器遷移到另一臺物理服務(wù)器，從而實現(xiàn)服務(wù)器的動態(tài)負載均衡和在線維護。高效動態(tài)地遷移虛擬機而不影響虛擬機的正常服務(wù)是實時遷移的終極目標。目前實時遷移技術(shù)的難點和重點是如何減少遷移時間和宕機時間。 作為x86架構(gòu)下一款性能優(yōu)秀的開源虛擬機，Xen具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。它支持準虛擬化和

2、硬件輔助的全虛擬化技術(shù)。本文以Xen為實驗平臺研究虛擬機實時遷移的改進工作，研究重點是提出減少宕機時間和適當減少總遷移時間的結(jié)構(gòu)設(shè)計、原理、算法和性能測試。本文工作主要包括： (1)在充分研究Xen架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和源碼的基礎(chǔ)上，分析了影響實時遷移的內(nèi)因和外因：內(nèi)因是當前的實時遷移算法本身在高臟頁率的時候表現(xiàn)一般；外因是在實時遷移過程中硬件資源的分配方式不合理。 (2)基于傳統(tǒng)的遷移框架，為Xen設(shè)計了合理的實時遷移框架，

3、主要添加了預(yù)拷貝模塊，并設(shè)計了分層拷貝模塊和臟頁減速模塊。預(yù)拷貝模塊重點處理拷貝前對系統(tǒng)臟頁率的判斷并根據(jù)實際情況來選擇遷移算法。低臟頁率時采用傳統(tǒng)遷移模式，高臟頁率時采用分層拷貝模式。 (3)在研究了Xen實時遷移代碼的基礎(chǔ)上，分別提出了分層拷貝算法和臟頁減速算法。分層拷貝算法重點是如何減少傳統(tǒng)迭代過程中重復(fù)拷貝相同臟頁的問題，通過對內(nèi)存頁重寫次數(shù)統(tǒng)計來盡量減少不必要的拷貝。減速算法考慮如何適量減少被遷移域的CPU占有量來降低