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《吉林大学》 2015年
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基于SDN技术的KVM虚拟机跨网段迁移研究

孙聪  
【摘要】:随着云计算的兴起,虚拟机技术迎来了非常广阔的应用前景。利用虚拟机技术可以屏蔽掉底层计算机硬件设备的差异从而实现资源配置与利用的最优化。基于此特点,虚拟机技术逐步发展成为云计算领域中虚拟化技术的重要基础。KVM虚拟机是虚拟机技术中发展比较成熟的一种产品。它广泛应用于云计算领域虚拟化技术的实现中。 在云计算应用领域中,KVM虚拟机的跨网段迁移技术一直是研究的热点问题。利用KVM虚拟机的在线迁移技术,可以实现运行着的KVM虚拟机实例无缝透明地从源主机转移到目的主机中。这对于解决云计算系统内部诸如负载均衡、备份存储、热点消除等一系列实际问题具有重要的现实意义。 传统网络由于自身网络设备的封闭性与复杂性,使其在应对网络拓扑变化、网络设备部署、网络节点控制等方面有先天性的不足。由此SDN新型网络应运而生。基于OpenFlow协议的SDN网络将控制层面与转发层面相分离,使用开源控制器通过编程的方式实现网络集中化控制。网络设备专注于数据转发功能的实现。这使得SDN网络变得非常灵活可控,完美地解决了传统网络中出现的诸如网络设备部署繁琐、网络节点控制困难等问题。因此,基于SDN网络的KVM虚拟机在线迁移技术具有重大科研价值。 本文工作以国家科技支撑计划项目“分布式部署的多媒体信息存储云研究与应用设计”为背景,参照基于OpenFlow协议的SDN网络架构构建了一个云计算服务系统,在该系统内部实现了KVM虚拟机的跨网段通信与在线迁移功能。在云计算服务系统中,笔者设计了四层结构。它们分别是控制层、转发层、物理主机层、虚拟租户层。其中,控制层是系统的核心,负责对整个云计算服务系统的网络进行集中化控制。转发层实现数据报文的转发功能。物理主机层上运行多个PC机。这些PC机可以位于不同网段,作为KVM虚拟机的宿主机使用。虚拟租户层上运行KVM虚拟机。这些虚拟机是云计算服务系统对外服务的实体,也是论文实验中虚拟机迁移工作的对象。 具体实现上,本文采用分层实现的策略。控制层选用POX控制器实现链路发现、拓扑管理、路由制定、流表下发等功能。转发层运行Open vSwitch交换机,实现数据报文的转发处理。物理主机层部署位于不同网段的主机环境,并在此基础上完成VXLAN隧道搭建、NFS共享存储池建立、KVM虚拟环境配置、virt-manager管理工具运行等工作。虚拟租户层部署KVM虚拟机实例的IP地址,实现KVM虚拟机实例的跨网段通信与在线迁移实验。由此,笔者在SDN网络环境中实现了KVM虚拟机的跨网段通信与在线迁移工作。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP302

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