基于Xen的虚拟化在线迁移技术的研究与实现

发布时间：2017-08-04 07:09

  本文关键词：基于Xen的虚拟化在线迁移技术的研究与实现

  更多相关文章： Xen 在线迁移 预拷贝 分层拷贝 延迟传送

【摘要】：随着我国智能变电站建设的推进,虚拟化技术在智能变电站的应用变得十分迫切。但是,虚拟化技术如何应于智能变电站还处于初步尝试探索阶段。因此,虚拟化技术的研究显得越发重要。在虚拟化技术中,在线迁移技术能够完整的、不间断的将一个计算机系统(即虚拟机)从一台物理主机迁移到另一台物理主机,不仅能够保证各个服务器主机的动态负载均衡,而且可以提供了整个信息系统的在线升级和维护。高效动态地迁移虚拟机而不影响虚拟机的正常服务是在线迁移的终极目标。目前在线迁移技术的难点和重点是如何在确保服务质量的前提下减少迁移时间和宕机时间。Xen是性能优越的开源虚拟化技术,同时支持半虚拟化和全虚拟化技术,符合智能变电站设备系统配置冗余复杂的应用环境。因此,本文以Xen为实验平台研究虚拟机在线迁移,通过对原有迁移算法进行改进,提出基于延迟传送的脏页分层算法,设计实现并测试改进后的效果。本文的工作主要有以下几点:首先,在研究Xen虚拟化实现的架构、关键技术,以及在结合阅读源码的基础上,深入分析了解Xen在线迁移技术的具体实现。其次,在上述研究的基础上,分析影响迁移性能的因素,得出迁移算法存在的不足和缺陷,然后在传统的迁移设计上提出合理的在线迁移框架,依据分层拷贝和延迟拷贝的思想设计了新的迁移算法。分层拷贝算法是根据页面的修改特性将脏页划分为不同层次,针对不同层次的脏页进行不同处理,提高迁移效率;延迟拷贝算法则主要侧重对需要连续传送脏页的控制,尽量减少不必要的传送,降低迁移时间。最后,通过在不同应用程序运行下的对比实验,验证本文设计的在线迁移算法的合理性和有效性。在对实验结果进行分析后得出:改进后的迁移算法能有效的改善总迁移时间和宕机时间。
【关键词】：Xen 在线迁移 预拷贝 分层拷贝 延迟传送
【学位授予单位】：中国科学院研究生院(沈阳计算技术研究所)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM63;TP302
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 引言9-11
• 第一章 绪论11-15
• 1.1 课题背景11-12
• 1.2 课题主要研究内容12
• 1.3 国内外相关技术的研究现状12-14
• 1.3.1 国际应用情况12-13
• 1.3.2 国内应用情况13-14
• 1.4 论文结构14-15
• 第二章 虚拟化及Xen相关技术的研究15-24
• 2.1 虚拟化技术15
• 2.1.1 虚拟化概述15
• 2.1.2 虚拟化技术分类15
• 2.2 Xen虚拟化技术15-21
• 2.2.1 CPU虚拟化17-18
• 2.2.2 内存虚拟化18-19
• 2.2.3 I/O虚拟化19-21
• 2.3 关键技术21-22
• 2.3.1 超级调用和事件通道21-22
• 2.3.2 共享内存22
• 2.4 本章小结22-24
• 第三章 Xen虚拟机在线迁移的分析24-36
• 3.1 评估动态迁移性能和效率的常用标准24-25
• 3.2 在线迁移的内容25-27
• 3.2.1 内存迁移25-27
• 3.2.2 网络迁移27
• 3.2.3 存储迁移27
• 3.3 Xen在线迁移的主要流程27-28
• 3.4 Xen在线迁移的具体实现28-35
• 3.4.1 迁移框架28-30
• 3.4.2 影子页表30-31
• 3.4.3 脏页位图31-32
• 3.4.4 脏页拷贝32-34
• 3.4.5 停机拷贝34-35
• 3.5 本章小结35-36
• 第四章 基于Xen的在线迁移算法的改进与实现36-48
• 4.1 预拷贝算法36-37
• 4.2 迁移框架37-41
• 4.3 脏页分层拷贝算法的设计与实现41-45
• 4.3.1 算法设计41-42
• 4.3.2 算法的实现42-45
• 4.3.3 算法分析45
• 4.4 脏页延迟传送算法45-47
• 4.5 改进后内存迁移流程47
• 4.6 本章小结47-48
• 第五章 实验和结果分析48-54
• 5.1 系统环境48
• 5.2 实验系统框架48-49
• 5.3 实验方案49-50
• 5.4 实验分析50-53
• 5.4.1 总迁移时间50-51
• 5.4.2 宕机时间51-53
• 5.5 本章小结53-54
• 结束语54-56
• 参考文献56-58
• 发表文章58-59
• 致谢59

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