Xen環(huán)境下實(shí)時(shí)遷移結(jié)構(gòu)和算法研究.pdf

1、近年來(lái)，虛擬化技術(shù)因?yàn)槟芴峁┝己玫莫?dú)立性、服務(wù)器整合以及易管理性而備受關(guān)注。作為虛擬化技術(shù)的一個(gè)重要特征，實(shí)時(shí)遷移能夠完整、無(wú)縫地將一個(gè)虛擬機(jī)從一臺(tái)物理服務(wù)器遷移到另一臺(tái)物理服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)服務(wù)器的動(dòng)態(tài)負(fù)載均衡和在線維護(hù)。高效動(dòng)態(tài)地遷移虛擬機(jī)而不影響虛擬機(jī)的正常服務(wù)是實(shí)時(shí)遷移的終極目標(biāo)。目前實(shí)時(shí)遷移技術(shù)的難點(diǎn)和重點(diǎn)是如何減少遷移時(shí)間和宕機(jī)時(shí)間。 作為x86架構(gòu)下一款性能優(yōu)秀的開(kāi)源虛擬機(jī)，Xen具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。它支持?zhǔn)虛擬化和

2、硬件輔助的全虛擬化技術(shù)。本文以Xen為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)研究虛擬機(jī)實(shí)時(shí)遷移的改進(jìn)工作，研究重點(diǎn)是提出減少宕機(jī)時(shí)間和適當(dāng)減少總遷移時(shí)間的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、原理、算法和性能測(cè)試。本文工作主要包括： (1)在充分研究Xen架構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)和源碼的基礎(chǔ)上，分析了影響實(shí)時(shí)遷移的內(nèi)因和外因：內(nèi)因是當(dāng)前的實(shí)時(shí)遷移算法本身在高臟頁(yè)率的時(shí)候表現(xiàn)一般；外因是在實(shí)時(shí)遷移過(guò)程中硬件資源的分配方式不合理。 (2)基于傳統(tǒng)的遷移框架，為Xen設(shè)計(jì)了合理的實(shí)時(shí)遷移框架，

3、主要添加了預(yù)拷貝模塊，并設(shè)計(jì)了分層拷貝模塊和臟頁(yè)減速模塊。預(yù)拷貝模塊重點(diǎn)處理拷貝前對(duì)系統(tǒng)臟頁(yè)率的判斷并根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇遷移算法。低臟頁(yè)率時(shí)采用傳統(tǒng)遷移模式，高臟頁(yè)率時(shí)采用分層拷貝模式。 (3)在研究了Xen實(shí)時(shí)遷移代碼的基礎(chǔ)上，分別提出了分層拷貝算法和臟頁(yè)減速算法。分層拷貝算法重點(diǎn)是如何減少傳統(tǒng)迭代過(guò)程中重復(fù)拷貝相同臟頁(yè)的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)內(nèi)存頁(yè)重寫(xiě)次數(shù)統(tǒng)計(jì)來(lái)盡量減少不必要的拷貝。減速算法考慮如何適量減少被遷移域的CPU占有量來(lái)降低