面向负载均衡的虚拟机动态迁移优化研究

发布时间：2017-05-21 19:22

  本文关键词：面向负载均衡的虚拟机动态迁移优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：作为当今一种流行的网络应用模式,云计算可以通过网络向用户提供灵活、按需的存储和计算资源,逐渐成为学术界的研究热点。其中虚拟化技术是推动云计算发展的重要支撑技术,通过虚拟化可以实现资源的共享、仿真以及隔离,提高资源的利用率。而虚拟机动态迁移是维护虚拟化平台可靠稳定运行的关键技术。作为开源的虚拟机系统软件,许多学者在Xen上开展了各种相关研究,本文在分析和研究Xen迁移机制的基础上,提出虚拟机实时迁移的优化策略,主要内容如下:首先本文针对云计算环境下系统资源的负载均衡问题,提出了两点解决方案:一是为了解决迁移目的节点负载度量考虑不全面的问题,本文采用将原有的四个负载度量扩展到了六个,即CPU、内存、宽带、负载变化、拓扑距离以及硬盘容量;二是提出了基于节点负载度量的客观权重和主观权重相融合的组合权重确定策略,有效解决了因单独考虑其中一个因素而导致的迁移节点负载度量权重考虑不全面问题。其次,在高脏页率的情况下,采用传统的内存预拷贝算法将会导致大量脏页重复传送和迁移时间过长等问题,因此,本文在传统预拷贝机制的基础上,引入了灰色预测模型对其进行优化,同时采用并发机制解决其在迭代过程中产生的时效性问题。根据内存页的历史访问操作记录,采用灰色预测模型预测下一轮内存页变脏的概率,对虚拟机动态迁移的内存页的脏页率做出预测,只传送脏页率预测较低的内存页,降低高脏页率的内存页的频繁重传,进而减少传输数据量,减少总迁移时间,实现内存迁移性能的改进。最后,在不同的环境下组织实验,对本文基于组合权重的目的节点定位策略、基于灰色模型预测内存优化算法分别进行测试,然后收集分析实验数据,验证虚拟机迁移的性能指标,如迁移时间,停机时间以及负载均衡等,结果表明,本文算法在确保负载均衡的同时也能减少迁移时间,提高迁移效率。
【关键词】：云计算 Xen 动态迁移 灰色模型 负载
【学位授予单位】：辽宁大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TP302
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-12
• 第1章 绪论12-17
• 1.1 研究背景及意义12-13
• 1.2 国内外研究现状13-14
• 1.2.1 国外研究现状13-14
• 1.2.2 国内研究现状14
• 1.3 论文主要内容14-15
• 1.4 论文结构安排15-17
• 第2章 虚拟化以及虚拟机动态迁移综述17-31
• 2.1 云计算17-20
• 2.1.1 云计算介绍17
• 2.1.2 服务模式17-18
• 2.1.3 核心技术18-20
• 2.2 虚拟化技术20-26
• 2.2.1 虚拟化介绍20-21
• 2.2.2 虚拟化技术分类21-24
• 2.2.3 虚拟化实现实例24-26
• 2.3 XEN虚拟机26-29
• 2.3.1 基本组件26-27
• 2.3.2 内存虚拟化27-28
• 2.3.3 CPU虚拟化28
• 2.3.4 I/O虚拟化28-29
• 2.4 XEN动态迁移29-30
• 2.4.1 磁盘迁移29
• 2.4.2 内存迁移29-30
• 2.4.3 网络迁移30
• 2.5 本章小结30-31
• 第3章 基于组合权重的负载均衡策略31-43
• 3.1 研究课题的问题提出31-32
• 3.2 基于组合权重的负载均衡策略思想32-33
• 3.3 基于组合权重的负载均衡策略设计33-40
• 3.3.1 基本数据及相关概念定义33-35
• 3.3.2 负载均衡状态域35-36
• 3.3.3 算法流程36-37
• 3.3.4 实现过程37-40
• 3.4 目的节点定位框架40-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 基于灰色预测模型的内存迁移优化研究43-59
• 4.1 研究课题的问题提出43-44
• 4.2 基于灰色模型预测优化的设计思路44-50
• 4.2.1 Xen动态迁移过程44-45
• 4.2.2 Xen内存迁移机制45-48
• 4.2.3 基于灰色预测模型的内存优化算法思路48-50
• 4.3 基于灰色预测模型的内存迁移优化设计50-56
• 4.3.1 数据结构50
• 4.3.2 算法流程50-54
• 4.3.3 实现过程54-56
• 4.4 内存优化后的迁移框架56-58
• 4.5 本章小结58-59
• 第5章 实验及结果分析59-72
• 5.1 基于组合权重的负载均衡策略的测试59-65
• 5.1.1 Eucalyptus云计算平台59-60
• 5.1.2 实验环境60-62
• 5.1.3 基于组合权重的负载均衡策略测试与分析62-65
• 5.2 基于灰色模型预测优化内存迁移测试65-71
• 5.2.1 实验环境65-67
• 5.2.2 基于灰色预测模型的内存迁移优化算法测试与分析67-71
• 5.3 本章小结71-72
• 第6章 总结和展望72-74
• 6.1 论文总结72-73
• 6.2 展望73-74
• 致谢74-75
• 参考文献75-79
• 攻读学位期间发表的学术论文及参加科研情况79-80

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 张帆;李磊;杨成胡;陈丽珍;;基于Eucalyptus构建私有云计算平台[J];电信科学;2011年11期

2 房秉毅;张云勇;陈清金;贾兴华;;云计算网络虚拟化技术[J];信息通信技术;2011年01期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 付超;基于Excalibur系统的Xen动态迁移优化与研究[D];北京邮电大学;2011年

  本文关键词：面向负载均衡的虚拟机动态迁移优化研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：384604