基于云计算的虚拟机动态迁移策略研究

发布时间：2017-09-09 08:43

  本文关键词：基于云计算的虚拟机动态迁移策略研究

  更多相关文章： 虚拟机 动态迁移 脏页率 带宽自适应 内存压缩

【摘要】：虚拟化技术可以打破硬件资源原始的物理状态,对其进行再分配,以满足在共享云平台环境下,不同用户对计算资源的需求。在现实中,不同特征的应用程序对资源的占用情况具有较大差异,大量变化频繁的内存页面会随着虚拟机的迁移而迁移,从而造成应用程序性能和虚拟机动态迁移性能的下降,同时会对云平台性能造成影响。因此,虚拟机动态迁移技术的相关研究是当前云计算领域的研究热点之一。当前,被广泛认可的基于概率预测的Pre-copy迁移机制在脏页率较稳定的情况下确实具有较好的性能。然而,由于不同的业务在不同的时刻对资源的需求不同,对内存的读写情况具有较大的差异。当脏页率变化较大时,概率预测就会失效,大量的数据就会被重复传送,从而影响迁移性能。常用的内存压缩算法可以对待传输数据进行压缩,减少传输数据量,在带宽一定情况下,缩短了传输拷贝时间。考虑了压缩算法在处理不同特征数据的性能差异,却没有考虑应用程序对内存数据的读写是不断变化,没有对压缩算法做相应的调整。为此,本文在基于概率预测的Pre-copy迁移框架的基础上,对其进行改进。在迁移执行模块中,添加两个子模块,一个是基于业务特征的带宽自适应模块,另一个是基于业务特征的内存混合压缩模块。根据应用程序的业务特征通过带宽自适应模块对迭代拷贝的带宽进行调整,缩短每轮迭代拷贝的时间,从而形成良性循环。同时,根据脏页率的大小以及待传输数据的特征,采取不同的压缩算法对待传输数据进行压缩,缩短迁移总时间和停机时间,提高迁移性能。为了检验本论文提出的虚拟机动态迁移优化策略的合理性和可行性,搭建了测试平台和环境对其进行验证。实验结果表明,本文提出的改进策略,能够在脏页率较高且变化较大的环境下缩短总迁移时间和停机时间,从而提高了迁移性能。
【关键词】：虚拟机 动态迁移 脏页率 带宽自适应 内存压缩
【学位授予单位】：重庆邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP302
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 绪论10-14
• 1.1 问题的提出10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 课题研究背景及意义11-12
• 1.4 论文的主要工作12-13
• 1.5 论文的组织结构13-14
• 第2章 云计算基础及虚拟机迁移策略研究14-35
• 2.1 云计算14-17
• 2.1.1 云计算的概念14-15
• 2.1.2 云计算的体系结构15
• 2.1.3 云计算的服务分类15-17
• 2.2 Xen虚拟机的动态迁移17-22
• 2.2.1 Xen虚拟机的动态迁移机制17-19
• 2.2.2 Xen虚拟机动态迁移的性能指标19-20
• 2.2.3 Xen虚拟机动态迁移流程20-22
• 2.3 基于Xen的Pre-copy动态迁移机制22-28
• 2.3.1 动态迁移框架22-23
• 2.3.2 动态迁移代码结构23-24
• 2.3.3 工作集24
• 2.3.4 工作集的判定24-27
• 2.3.5 存在的问题27-28
• 2.4 脏页概率预测算法的思想与设计28-34
• 2.4.1 算法背景28-30
• 2.4.2 算法的思想与设计30-33
• 2.4.3 算法的分析33-34
• 2.5 本章总结34-35
• 第3章 Xen基于概率预测的带宽自适应算法35-42
• 3.1 带宽分配算法背景及思想35-36
• 3.2 Xen虚拟机动态迁移带宽分配分析36-37
• 3.2.1 传统的带宽分配方式及分析36
• 3.2.2 增量的带宽分配方式及分析36-37
• 3.3 虚拟机面向业务特征的带宽自适应算法37-41
• 3.3.1 算法背景分析37
• 3.3.2 算法思想与设计37-39
• 3.3.3 算法的实现39-41
• 3.4 本章小结41-42
• 第4章 虚拟机内存混合压缩算法的设计与实现42-50
• 4.1 算法背景分析42
• 4.2 常见虚拟机内存压缩算法分析42-45
• 4.3 内存混合压缩设计与实现45-48
• 4.3.1 内存混合压缩算法设计思想45-47
• 4.3.2 虚拟机内存混合压缩算法实现47-48
• 4.4 算法分析48-49
• 4.5 本章小结49-50
• 第5章 仿真实验与结果分析50-58
• 5.1 实验环境50
• 5.2 实验方案和性能测评50-57
• 5.2.1 高脏页率环境下的迁移测试51-53
• 5.2.2 突变的高脏页率环境下的迁移测试53-55
• 5.2.3 低脏页率环境下的迁移测试55-57
• 5.3 本章小结57-58
• 第6章 论文总结与未来工作58-60
• 6.1 全文工作总结58-59
• 6.2 总结与展望59-60
• 参考文献60-64
• 致谢64-65
• 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 邹潇;訾小超;姚立红;潘理;;基于脏页率的虚拟机动态内存迁移[J];通信技术;2013年03期

2 陈阳;怀进鹏;胡春明;;基于内存混合复制方式的虚拟机在线迁移机制[J];计算机学报;2011年12期

3 刘诗海;孙宇清;石维琪;高云伟;;面向可扩展集群环境的快速虚拟机迁移方法[J];东南大学学报(自然科学版);2011年03期

4 怀进鹏;李沁;胡春明;;基于虚拟机的虚拟计算环境研究与设计[J];软件学报;2007年08期

，

本文编号：819435