Xen虛擬機(jī)內(nèi)存實(shí)時(shí)遷移技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、虛擬機(jī)實(shí)時(shí)遷移是虛擬化技術(shù)的一個(gè)重要特征，對(duì)于近年來不斷興起的數(shù)據(jù)中心的負(fù)載均衡和災(zāi)難恢復(fù)有非常重大的意義。通過虛擬機(jī)的實(shí)時(shí)遷移，把虛擬機(jī)從源物理主機(jī)硬件平臺(tái)遷移到目的物理主機(jī)硬件平臺(tái)上，不僅可以快速消除源物理機(jī)上虛擬機(jī)之間的資源競(jìng)爭(zhēng)，還可以通過合并操作大大減少激活的物理機(jī)數(shù)目，顯著提高計(jì)算的效率。
　　目前虛擬機(jī)實(shí)時(shí)遷移大多采用迭代預(yù)拷貝方法，該方法在虛擬機(jī)低負(fù)載或網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較好的情況下有良好的表現(xiàn)，但也具有明顯的局限性。當(dāng)臟頁率

2、過大時(shí)，會(huì)產(chǎn)生大量?jī)?nèi)存頁重傳，導(dǎo)致遷移期間數(shù)據(jù)傳送總量變大和總遷移時(shí)間變長(zhǎng)，影響遷移期間虛擬機(jī)的服務(wù)質(zhì)量;當(dāng)虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載過重時(shí)，會(huì)出現(xiàn)臟頁率大于遷移所用網(wǎng)絡(luò)傳輸速率的情況，預(yù)拷貝算法會(huì)失效，導(dǎo)致停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng)。
　　本文對(duì)Xen虛擬機(jī)內(nèi)存實(shí)時(shí)遷移技術(shù)進(jìn)行了深入地研究，針對(duì)原有迭代預(yù)拷貝算法在特定環(huán)境下存在的總遷移時(shí)間和停機(jī)時(shí)間過長(zhǎng)、遷移期間服務(wù)質(zhì)量降低、算法失效等問題，提出了一種內(nèi)存實(shí)時(shí)壓縮遷移算法。該算法在預(yù)拷貝算法的基礎(chǔ)之上，

3、通過設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)內(nèi)存實(shí)時(shí)壓縮算法M2LZO和內(nèi)存頁重復(fù)度檢查算法，在內(nèi)存批量傳送出去前，先使用M2LZO算法對(duì)內(nèi)存頁以不同的重復(fù)度作區(qū)分，分別使用適合的壓縮等級(jí)進(jìn)行壓縮編碼然后再傳送;在目的物理主機(jī)接收到壓縮數(shù)據(jù)后先用相應(yīng)的譯碼算法進(jìn)行解壓縮，再交給預(yù)拷貝算法恢復(fù)內(nèi)存頁。該算法可以有效減少遷移期間內(nèi)存?zhèn)魉涂偭?，縮短總遷移時(shí)間和停機(jī)時(shí)間，而且在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境較差的情況下也能表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性，一定程度上解決了原算法瓶頸問題。在此基礎(chǔ)上，本文還對(duì)X

4、en遷移管理框架進(jìn)行了優(yōu)化。針對(duì)原框架不能自動(dòng)遷移，設(shè)計(jì)了信息收集器、熱點(diǎn)檢測(cè)和遷移策略等機(jī)制;針對(duì)原框架存在的性能提升空間，設(shè)計(jì)了遷移算法的多線程并行處理和內(nèi)存空閑頁特殊處理等方法提升遷移性能;針對(duì)遷移期間服務(wù)質(zhì)量的保證，對(duì)遷移過程中占用資源情況進(jìn)行控制，使遷移本身占用的CPU和網(wǎng)絡(luò)帶寬資源達(dá)到最優(yōu)利用。
　　本文最后通過實(shí)驗(yàn)對(duì)M2LZO算法和優(yōu)化后的遷移管理框架進(jìn)行性能測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的遷移管理框架與優(yōu)化前相比，對(duì)不