基于自主虚拟化平台的虚拟机迁移的研究和实现

发布时间：2017-10-18 01:22

  本文关键词：基于自主虚拟化平台的虚拟机迁移的研究和实现

  更多相关文章： 云计算 虚拟化 虚拟机迁移 KVM 在线迁移

【摘要】：目前,在云计算大潮背景下,虚拟化技术正呈现出快速发展的态势,并受到广泛的研究和普及。云计算不仅是一种新的计算模式,也是一种新的服务模式,它颠覆了传统的IT架构并提出了弹性计算和按需计费的服务模式,而支撑这一服务模式的核心技术正是本文要重点研究的虚拟化技术和虚拟机迁移技术。本文的主要工作分为两个部分,第一部分是对虚拟化技术和虚拟机迁移技术的理论研究,第二部分是基于自主虚拟化平台的虚拟机迁移功能模块的实现。具体工作内容如下:(1)研究了服务器虚拟化技术,即如何将一台物理服务器抽象成多个相互隔离的虚拟机。本文使用KVM作为研究对象,KVM是基于硬件辅助的开源的虚拟化技术。目前Intel和AMD都已经提供了在处理器硬件层面上支持虚拟化的技术。由于KVM不能对I/O设备进行虚拟化,我们通常采用QEMU进行模拟实现其虚拟化。(2)研究了虚拟机如何在两个主机之间进行有效迁移。本文在实现虚拟机迁移模块时采用基于共享存储的虚拟机迁移方案,重点研究数据量传输最大也最为复杂的虚拟机内存迁移。KVM采用了内存预拷贝算法,该算法通过不断迭代拷贝内存脏页面的方式来传输内存的实时数据。(3)提出了虚拟机迁移功能模块的设计方案。本文利用平台的任务调度器、子任务生成器和子任务分发器完成虚拟机离线和在线迁移任务调度,设计了多个有序子任务完成虚拟机离线和在线迁移。本文使用KVM作为虚拟化工具,使用libvirt作为通用API。同时,本文设计了主机监视器检测主机状态,设计了迁移触发机制、目标主机选择机制、任务生成和执行机制,使的主机故障时其上的虚拟机可以自动迁移。(4)实现了基于自主虚拟化平台的虚拟机迁移功能模块,包括虚拟机离线迁移模块、虚拟机在线迁移模块和虚拟机故障自动迁移模块。本文还对上述迁移模块做了大量实验,实验结果显示,迁移功能运行良好、稳定。虚拟机迁移模块增强了虚拟化平台对资源的灵活管理能力,同时,虚拟机故障自动迁移模块保证了服务的高可靠性,这都具有很好的应用价值和经济效益。
【关键词】：云计算 虚拟化 虚拟机迁移 KVM 在线迁移
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP302
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 缩略语对照表10-14
• 第一章 绪论14-18
• 1.1 研究背景14
• 1.2 课题研究的目的和意义14-15
• 1.3 国内外研究现状15-16
• 1.4 论文的组织结构16-18
• 第二章 虚拟化原理研究18-32
• 2.1 虚拟化技术概述18-19
• 2.1.1 虚拟化概念简述18-19
• 2.1.2 虚拟化技术分类19
• 2.1.3 虚拟化技术与云计算19
• 2.2 服务器虚拟化研究19-29
• 2.2.1 CPU虚拟化基本原理20-22
• 2.2.2 内存虚拟化基本原理22-26
• 2.2.3 I/O虚拟化基本原理26-29
• 2.3 其他虚拟化技术简述29-30
• 2.3.1 存储虚拟化介绍29-30
• 2.3.2 网络虚拟化介绍30
• 2.3.3 桌面虚拟化介绍30
• 2.4 本章小结30-32
• 第三章 虚拟机迁移原理研究32-42
• 3.1 虚拟机迁移概述32-35
• 3.1.1 虚拟机迁移背景概述32-33
• 3.1.2 虚拟机迁移基本分类33
• 3.1.3 虚拟机迁移原理概述33-34
• 3.1.4 虚拟机迁移的评价标准34-35
• 3.2 虚拟机迁移的常见算法35-39
• 3.2.1 内存预拷贝算法35-37
• 3.2.2 内存后拷贝算法37
• 3.2.3 内存混合拷贝算法37-38
• 3.2.4 检查点记录/回放算法38-39
• 3.3 虚拟机迁移的应用和发展39-40
• 3.3.1 虚拟机迁移在数据中心的应用39-40
• 3.3.2 虚拟机迁移在多数据中心的应用40
• 3.4 本章小结40-42
• 第四章 虚拟机迁移模块的实现42-58
• 4.1 自主虚拟化平台概述42-46
• 4.1.1 自主虚拟化平台的背景介绍42-43
• 4.1.2 自主虚拟化平台的整体架构43-44
• 4.1.3 虚拟机迁移模块的设计44-46
• 4.2 虚拟机手动迁移模块实现46-54
• 4.2.1 qemu-kvm和libvirt简述46-47
• 4.2.2 qemu-kvm中在线迁移的底层实现47-49
• 4.2.3 虚拟机离线迁移模块的实现49-53
• 4.2.4 虚拟机在线迁移模块的实现53-54
• 4.3 虚拟机故障自动迁移模块实现54-57
• 4.3.1 迁移触发机制的实现55
• 4.3.2 目标主机选择机制的实现55-57
• 4.3.3 迁移执行机制的实现57
• 4.4 本章小结57-58
• 第五章 迁移实验与结果分析58-64
• 5.1 迁移实验环境搭建58-59
• 5.2 迁移实验方案设计59-60
• 5.3 迁移实验结果分析60-63
• 5.4 本章小结63-64
• 第六章 总结与展望64-66
• 6.1 论文总结64-65
• 6.2 对未来工作的展望65-66
• 参考文献66-70
• 致谢70-72
• 作者简介72-73

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本文编号：1052142