軟件定義數據中心網絡的虛擬機遷移方案研究.pdf

1、現(xiàn)代數據中心利用虛擬化技術使得多個相互獨立的虛擬機同時運行在一臺物理服務器上，實現(xiàn)高效的資源管理，以降低成本和能源預算。在數據中心網絡中，為了實現(xiàn)網絡的優(yōu)化管理目標（如節(jié)能、負載均衡等），一些虛擬機需要從虛擬機的初始位置遷移到目標位置。動態(tài)虛擬機遷移是一種可以實現(xiàn)數據中心優(yōu)化管理目標的有效方法。當多個虛擬機同時需要遷移時，虛擬機的遷移順序會極大的影響虛擬機的遷移性能;由于網絡的帶寬是有限的，為不同的虛擬機分配不同的遷移帶寬也會對虛擬機的

2、遷移性能帶來較大的影響。因此需要制定一個有效的遷移方案來決定虛擬機的遷移順序和遷移帶寬的分配以提高虛擬機遷移性能。
　　數據中心的規(guī)模正在不斷的擴大。然而傳統(tǒng)的網絡技術使得虛擬化的程度嚴重不足。軟件定義網絡（Software Defined Networking，SDN）的出現(xiàn)可以有效的解決傳統(tǒng)網絡帶來的虛擬化程度不足的問題，為虛擬機遷移問題提供了更加有效的解決方案。SDN的中心控制可使得網絡實現(xiàn)多路徑轉發(fā)等多方面的要求。利用SD

3、N的優(yōu)勢可以提高網絡的傳輸能力以減少虛擬機總的遷移時間(TotalMigration Time，TMT)和停機時間(Total Downtime，TD)。因此，在軟件定義的數據中心網絡中，為了制定有效的虛擬機遷移方案，本文提出了一個個體虛擬機遷移性能保證的虛擬機遷移(Individual Performance Guaranteed VM Migration，IPG-VMM)算法和基于粒子群的虛擬機遷移(PSO-based VM Mig

4、ration，PSO-VMM)算法。
　　(1) IPG-VMM算法通過虛擬機遷移的預處理以及最小化不同虛擬機遷移方案之間的相關度來最大化總的遷移帶寬，同時通過保證個體VM的最小遷移帶寬來保證其遷移性能?；贗PG-VMM算法的虛擬機遷移方案能夠解決逐步（step-by-step）遷移的“空閑帶寬”問題，可以充分利用網絡的帶寬，提高網絡帶寬資源的利用率。
　　(2)為了得到更好的虛擬機遷移方案，本文還使用了群智能算法。使用群

5、智能算法可以通過犧牲一定的問題求解時間，來得到更好的解。虛擬機遷移問題是一個組合優(yōu)化問題，粒子群算法對于解決組合優(yōu)化問題是一個較為有效的方法，算法的優(yōu)化性能也得到了證明。因此，本文通過合并粒子來改善算法中粒子的更新，并提出一個基于粒子群算法的虛擬機遷移方案，將對應的算法稱為基于粒子群的虛擬機遷移(PSO-based VM Migration，PSO-VMM)算法。
　　(3)實驗表明，相較于FPTA算法，IPG-VMM算法最多可以