云計算環(huán)境中虛擬機增量遷移技術的研究.pdf

1、作為近年來研究和應用的熱點，云計算受到越來越多的IT企業(yè)和業(yè)內人士的關注，被認為是下一代互聯網發(fā)展的新模式，將給公眾的生產、生活帶來巨大的變化。借助云計算，網絡服務提供商可以短時間內處理千萬甚至數億計的數據，如同擁有超級計算機同樣強大的處理能力。同時，使用者可以通過網絡按需的使用這些資源和服務，實現將計算作為一種公共設施由公眾使用的夢想，用戶可以象使用水和電一樣的使用云提供的服務。
　　虛擬化是云計算系統的核心組成部分之一，它實現

2、了IT資源的邏輯抽象和統一表示，使得計算資源充分整合和高效利用，為云計算系統中資源的高效管理和動態(tài)分配分配提供了很好的解決辦法。其中虛擬機實時遷移技術是最有價值的應用之一，也是本文的主要研究內容。
　　虛擬機實時遷移是虛擬化技術中的關鍵技術之一。實時遷移是指在保持虛擬機運行的情況下將其從一臺物理主機遷移到另一臺物理主機上，該技術在負載均衡、系統容錯、能耗管理等方面得到廣泛的應用。遷移期間會有短暫的停機時間，用戶不會受到明顯的影響，

3、但是在實時性要求比較高的環(huán)境中，如何降低遷移過程對用戶帶來的負面影響尤為重要。在本文中，作者選擇開源的虛擬機監(jiān)控器Xen作為研究平臺，從如何減少遷移時間和停機時間的角度出發(fā)對 Xen虛擬機遷移機制進行研究，并針對其不足進行了改進。本文的主要工作如下：
　　1）介紹了云計算和虛擬化技術的概念和發(fā)展狀況，從服務器虛擬化、應用虛擬化等方面介紹了云計算和虛擬化技術之間密不可分的關系。
　　2）從虛擬機遷移的概念、遷移內容、遷移流程以

4、及遷移評價指標等方面對實時遷移技術進行了詳細的分析，并以Xen為研究對象，在深入研究了Xen架構、源碼的基礎上，指出其實時遷移機制在高臟頁率的環(huán)境中的不足。
　　3）針對傳統實時遷移框架的不足，本文提出了優(yōu)化的實時遷移框架，主要是添加了兩個模塊：臟頁統計模塊和臟頁分層模塊。臟頁統計模塊的主要工作是：統計在預遷移過程中內存頁面的變化情況，并以統計結果為標準判定工作集（WritableWorking Set，WWS），解決了傳統遷移機

5、制在工作集選擇上的片面性。臟頁分層模塊的主要工作是：根據臟頁統計模塊的統計結果，對內存頁按照訪問頻率進行分層，對訪問次數少的頁面予優(yōu)先，對訪問次數多的頁面延遲遷移，在一定程度上解決了迭代過程臟頁被反復遷移的問題，有效的減少了遷移時間和停機時間。
　　4）在研究了Xen實時遷移源碼的基礎上，實現了臟頁統計模塊和臟頁分層模塊。分別提出了臟頁統計算法和臟頁分層算法，通過兩者的協同工作實現縮短遷移時間和停機時間的目的。最后搭建實驗平臺，驗