Xen虚拟机动态迁移机制优化策略的研究与设计

发布时间：2017-09-12 20:03

  本文关键词：Xen虚拟机动态迁移机制优化策略的研究与设计

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【摘要】：近年来,虚拟化技术已成为国内外研究的前沿课题,广泛应用于工业界,逐步重组IT产业格局。虚拟化技术隔离硬件体系和软件系统,提高资源的使用效率,节约运营成本,使服务器使用效率从传统的平均20%-25%提升到80%；使存储使用效率从传统的35%-40%提升到80%。 同时,虚拟机动态迁移的需求随着应用升级、资源整合而快速增强,由于迁移机制尚未完善,迁移过程可能会造成停机或数据丢失、迁移超时等,影响关键业务数据、应用和系统。因此,本课题选取开放源码的Xen虚拟化平台,从面向带宽分配以及面向内存密集型业务优化两个角度提出虚拟机动态迁移机制的优化策略,设计并实现对Xen虚拟机迁移的架构体系进行改进的原型系统,该系统实现了本课题提出的动态迁移的优化策略,并能够基于应用特征识别对算法进行自适应的选择。 首先,本课题对Xen带宽自适应算法的源代码进行深入的剖析,然后模拟不同类型应用的特征,对比验证Xen的虚拟机动态迁移机制在不同迁移场景下的性能。结果表明Xen的迁移过程中带宽资源分配不甚合理,预拷贝算法在应对内存密集型应用时可能失效,同时发现承载不同上层应用的虚拟机在迁移阶段的关键性能指标有所差异。接着,本课题提出了带宽优化分配策略、面向内存密集型业务的优化策略以及应用特征识别的业务识别模型,最后建立了由数据层、算法层以及基于应用特征感知的业务识别模块组成的原型系统,实验表明,该系统的优化效果明显。
【关键词】：虚拟化 虚拟机动态迁移 XEN 预拷贝算法 自适应带宽算法
【学位授予单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP302
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-14
• 1.1 研究背景9-12
• 1.1.1 虚拟化技术9-10
• 1.1.2 虚拟机动态迁移10-11
• 1.1.3 提出问题11-12
• 1.2 研究内容12
• 1.3 论文结构12-14
• 第二章 虚拟化技术与虚拟机动态迁移机制14-24
• 2.1 虚拟化实现方式14-17
• 2.1.1 全虚拟化14-15
• 2.1.2 半虚拟化15-16
• 2.1.3 Xen的虚拟化实现方式16-17
• 2.2 虚拟机动态迁移机制17-23
• 2.2.1 虚拟机动态迁移的对象17-19
• 2.2.2 虚拟机动态迁移的整体阶段19
• 2.2.3 虚拟机动态迁移的算法分类19-21
• 2.2.4 预拷贝算法的具体步骤21-22
• 2.2.5 评估虚拟机动态迁移性能的指标22-23
• 2.3 本章小结23-24
• 第三章 基于带宽自适应的迁移算法及应用特征性能评测24-52
• 3.1 基于带宽自适应的迁移算法24-37
• 3.1.1 算法框架24-27
• 3.1.2 主体迁移算法中的关键数据27-30
• 3.1.3 预拷贝详细流程30-37
• 3.2 Xen的自适应带宽算法的性能评测37-51
• 3.2.1 原理分析38-39
• 3.2.2 Xen的动态迁移性能评测实验39-47
• 3.2.3 性能评测的结果分析及问题的提出47-51
• 3.3 本章小结51-52
• 第四章 动态迁移机制优化策略以及原型系统设计52-72
• 4.1 自适应带宽算法的优化52-63
• 4.1.1 带宽分配优化策略54-57
• 4.1.2 面向内存密集型业务的优化策略57-63
• 4.2 基于优化策略及识别模型的原型系统设计63-71
• 4.2.1 原型系统整体架构63-65
• 4.2.2 原型系统主要层次的职责65-68
• 4.2.3 原型系统的实现68-71
• 4.3 本章小结71-72
• 第五章 原型系统性能测评72-82
• 5.1 实验环境72-74
• 5.1.1 系统配置72
• 5.1.2 实验组网72-73
• 5.1.3 系统性能统计工具73-74
• 5.2 实验方案74-77
• 5.2.1 内存密集型负载的虚拟机动态迁移75
• 5.2.2 CPU密集型负载的虚拟机动态迁移75-76
• 5.2.3 综合类负载的虚拟机动态迁移76-77
• 5.3 性能评测结果分析77-80
• 5.3.1 带宽分配优化算法77-78
• 5.3.2 应用特征感知的业务识别模型78-79
• 5.3.3 面向内存密集型业务的优化算法79-80
• 5.4 本章小结80-82
• 第六章 总结与展望82-84
• 6.1 研究工作总结82-83
• 6.2 未来工作展望83-84
• 参考文献84-87
• 附录1 缩略语87-88
• 致谢88-89
• 作者攻读学位期间发表的学术论文目录89

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 刘鹏程;陈榕;;面向云计算的虚拟机动态迁移框架[J];计算机工程;2010年05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

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本文编号：839239