面向云计算的Xen虚拟机双机热备系统Remus研究

发布时间：2017-07-02 22:14

  本文关键词：面向云计算的Xen虚拟机双机热备系统Remus研究

  更多相关文章： 云计算 Xen Remus 内存选择算法 内存压缩算法

【摘要】：云计算由网格计算、效用计算发展而来，实现了资源的按需使用。虚拟化技术是实现云计算的基石。虚拟化技术允许在一台计算机上同时运行多个操作系统实例，，每个操作系统实例共享物理机资源，在很大程度上提升了资源的利用率。然而将多个虚拟机部署在一台物理机上，当部署虚拟机的物理机损坏时，如何保证虚拟机应用的连续性，提升虚拟机可用性成为关注热点。在某些情况下，虚拟机可用性被认为比其性能更重要。 论文在阐述云计算与Xen虚拟化技术的基础上，深入分析Xen自带的Remus虚拟机双机热备系统。Remus采用连续拷贝方式实现主备虚拟机状态同步。连续拷贝方式在空载和低负载时表现良好，但在负载较高时，由于要传输的脏页多，造成停机时间长，可用性低。针对此问题，本文提出预传输思想进行改进，即在主虚拟机运行期间预先传输一部分内存页，以减少停机时所需拷贝的内存页数目。预传输思想将要传输的内存页分为两部分，一部分在主虚拟机运行阶段进行传输，称为预传输页面。另一部分在主虚拟机停机阶段传输，称为停机传输页面。针对预传输页面，为避免预传输时的脏页在停机时重复传输，采用内存页选择算法对预传输页面进行挑选。针对停机传输页面，采用基于内存页特征的内存压缩算法，依据虚拟机内存页特征进行自适应压缩，以减少停机时要传输的内存页数量，实现Remus系统的高可用性。 搭建实验环境测试本文设计的合理性，在不同内存大小、间隔时间和脏页率情况下测试系统停机时间。实验结果表明，在负载较高时，加入内存选择算法与内存压缩算法的改进Remus系统与原Remus系统相比，停机时间平均降低25.89%，最高降幅可达到36.02%。实验结果表明，改进的Remus系统有效地提升了原Remus系统的可用性。
【关键词】：云计算 Xen Remus 内存选择算法 内存压缩算法
【学位授予单位】：哈尔滨理工大学
【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
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究的背景和意义10-11
• 1.2 国内外研究现状11-14
• 1.2.1 云计算技术国内外研究现状11-12
• 1.2.2 虚拟化技术国内外研究现状12-13
• 1.2.3 虚拟机双机热备国内外研究现状13-14
• 1.3 课题的来源及研究内容14-15
• 1.3.1 课题来源14
• 1.3.2 研究内容14-15
• 第2章 云计算中的 Xen 虚拟化技术15-27
• 2.1 云计算15-17
• 2.1.1 云计算分类16-17
• 2.1.2 云计算关键技术17
• 2.2 Xen 虚拟化技术17-26
• 2.2.1 Xen 体系结构18-22
• 2.2.2 VMM 模型22-23
• 2.2.3 Xen 关键技术23-26
• 2.3 本章小结26-27
• 第3章 虚拟机双机热备研究27-39
• 3.1 虚拟机双机热备研究27-32
• 3.2 Xen 虚拟机双机热备系统 Remus 研究32-35
• 3.2.1 Remus 系统架构32-33
• 3.2.2 Remus 系统工作原理33-34
• 3.2.3 Remus 系统代码分析34-35
• 3.3 Remus 系统改进思想35-38
• 3.4 本章小结38-39
• 第4章 Xen 虚拟机双机热备系统 Remus 改进设计39-50
• 4.1 基于内存选择算法的预传输设计39-43
• 4.1.1 预传输流程39-40
• 4.1.2 内存选择算法思想40
• 4.1.3 内存选择算法实现40-43
• 4.1.4 内存选择算法分析43
• 4.2 基于内存压缩算法的停机传输设计43-48
• 4.2.1 虚拟机内存特征分析43-45
• 4.2.2 内存压缩算法思想45-46
• 4.2.3 内存压缩算法实现46-48
• 4.2.4 内存压缩算法分析48
• 4.3 本章小结48-50
• 第5章 改进 Remus 系统测试与分析50-56
• 5.1 实验环境50-51
• 5.2 实验测试与分析51-55
• 5.2.1 基于内存选择算法的预传输测试与分析51-54
• 5.2.2 基于内存压缩算法的停机传输测试与分析54-55
• 5.3 本章小结55-56
• 结论56-58
• 参考文献58-63
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文63-64
• 致谢64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 沈时军;刘欣然;张鸿;朱春鸽;;云计算中的服务可用性保障机制[J];通信学报;2014年02期

2 邹德清;向军;张晓旭;苑博阳;冯明路;;基于Remus的双机热备份优化机制研究[J];山东大学学报(理学版);2014年09期

3 李永;李芳;何彩娟;;虚拟机Xen的内存紧压缩算法研究与实现[J];数字技术与应用;2013年02期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 杜雨阳;虚拟机状态迁移和相变存储磨损均衡方法研究[D];清华大学;2011年

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本文编号：511483