基于KVM的虛擬機(jī)在線遷移策略研究.pdf

1、虛擬化技術(shù)是云計(jì)算平臺(tái)的基礎(chǔ)。云計(jì)算環(huán)境中，有大量的虛擬機(jī)同時(shí)運(yùn)行以支持高并發(fā)、高可靠的業(yè)務(wù)需求，如何根據(jù)具體的業(yè)務(wù)目的高效、節(jié)省資源地管理云計(jì)算環(huán)境中的虛擬機(jī)是一個(gè)非常值得研究的方向。虛擬機(jī)的在線遷移（live migration）作為云計(jì)算環(huán)境中計(jì)算資源管理的重要手段，非常適合這個(gè)研究方向。
　　虛擬機(jī)在線遷移技術(shù)是在確保虛擬機(jī)正常運(yùn)行的同時(shí)，將該虛擬機(jī)系統(tǒng)從一個(gè)物理主機(jī)遷移到另一個(gè)物理主機(jī)的過(guò)程，這個(gè)過(guò)程不會(huì)對(duì)最終用戶的使用

2、造成明顯的影響。在線遷移適用于對(duì)虛擬機(jī)服務(wù)可用性要求很高的場(chǎng)合，例如動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡（dynamic load balancing）、服務(wù)器整合（server consolidation）、容錯(cuò)（fault tolerance）等方面。目前，不管學(xué)術(shù)界和工程界都有很多人在討論虛擬機(jī)在線遷移技術(shù)，有對(duì)虛擬機(jī)在線遷移實(shí)現(xiàn)方法的研究[1]，[2]，[3],[4],[5],[6]也有對(duì)虛擬機(jī)在線遷移實(shí)際應(yīng)用的研究[7],[8],[9],[10]。許

3、多虛擬化軟件（Vmware，Xen，KVM）都提供了虛擬機(jī)實(shí)時(shí)遷移的技術(shù)?？梢?jiàn)虛擬機(jī)實(shí)時(shí)遷移技術(shù)在當(dāng)下是一個(gè)熱門(mén)研究方向。研究?jī)?yōu)化的虛擬機(jī)在線遷移策略的研究意義在于：可以在完成遷移目的同時(shí)減少遷移帶來(lái)的開(kāi)銷，降低云計(jì)算平臺(tái)的運(yùn)營(yíng)成本。
　　為了優(yōu)化虛擬機(jī)在線遷移策略，本課題將以減少在線遷移的時(shí)間開(kāi)銷為主要手段。我們首先從預(yù)測(cè)在線遷移的時(shí)間開(kāi)銷出發(fā)，根據(jù)在線遷移的Pre-Copy算法，通過(guò)歸納影響遷移時(shí)間的因子，使用統(tǒng)計(jì)的方法，提出

4、了基于內(nèi)存working set的遷移時(shí)間預(yù)測(cè)模型。經(jīng)過(guò)測(cè)試，該模型預(yù)測(cè)遷移時(shí)間的準(zhǔn)確率在90%以上，具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，這也是本論文中最具原創(chuàng)性的一部分。
　　之后，基于遷移時(shí)間開(kāi)銷的預(yù)測(cè)模型，我們分別提出了兩種業(yè)務(wù)場(chǎng)景下的在線遷移策略，一種策略針對(duì)負(fù)載均衡和容錯(cuò)，另一種策略針對(duì)服務(wù)器整合。同時(shí)，考慮到Post-Copy算法在內(nèi)存變臟速率過(guò)大的遷移場(chǎng)景中相比Pre-Copy算法的優(yōu)越性，我們使用Post-Copy算法優(yōu)化了遷移策略