收藏本站
《华中科技大学》 2013年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于虚拟机迁移的动态资源配置研究

邓莉  
【摘要】:系统虚拟化技术有效解决了传统集群或数据中心存在的资源浪费现象严重、管理费用过大等问题。由于应用负载的动态性,研究负载不断变化的需求和资源供给之间的动态映射是虚拟化环境资源调度的核心问题,具有重大现实意义。实现应用需求和资源之间的动态映射主要通过虚拟机迁移方式来进行,其研究内容主要包括单虚拟机迁移优化、轻负载服务器的整合、热点消除等三方面。现有技术由于对迁移的开销、稳定性等方面的考虑不足而无法满足应用实时性和服务质量的需求,在此背景下,针对虚拟化环境中资源的有效使用和应用需求之间存在的上述三个问题设计和实现新的策略或方法显得尤为重要。 虚拟机迁移是虚拟化环境动态资源配置的重要方式,分为在线迁移和非在线迁移。基于应用负载的动态变化,通过虚拟机迁移重新建立虚拟机和物理节点间的映射来实现资源的动态配置。现有虚拟机迁移主要存在传输数据量大、延迟长等缺陷,针对这个问题,一种基于页面压缩的自适应虚拟机在线迁移根据实时的网络状况,调节压缩算法的参数,保证虚拟机迁移在不同的网络环境中均能保持较好的性能。虚拟机保存/恢复是非在线迁移的一种方式,也是桌面虚拟化应用中频繁使用的操作。本文提出一种基于页面压缩的快速保存/恢复虚拟机的方法,对不同数据特征的页面采用不同的压缩方法,平衡算法的压缩率和压缩速度之间的关系,改善对网络文件系统的访问性能。实验结果显示,基于页面压缩的虚拟机保存和恢复操作分别平均减少69.4%和62.0%的时间延迟,而虚拟机内存镜像文件最多可减少83.1%的存储空间。 轻负载服务器的整合是目前数据中心最主要的节能方式。现有虚拟化环境中服务器整合大多使用探索法,不能找到最优解。一种基于线性规划原理的服务器整合方法通过描述资源需求和资源提供等方面的约束条件,借助线性规划函数找到服务器整合的最优方案。同时,虚拟机迁移序列的生成方法首先识别迁移之间存在的时间依赖关系,在确保多个迁移的正确时序关系的前提下,采用并行化、基于页面压缩的迁移等方式减少资源动态配置的开销,以较少的费用将虚拟机的分布从当前状态转变到目标状态。仿真实验结果表明,服务器整合算法可有效减少激活物理机数量26.7%。 热点消除是虚拟化环境中动态资源配置面临的又一个基本问题。应用负载上升后,资源竞争激烈,需要调整虚拟机和物理节点间的映射来消除热点。热点消除问题可以分成两个子问题:选择要迁移的虚拟机,从热节点上的多个可供选择的虚拟机集合中选择一个子集来进行迁移,以消除资源热点,即虚拟机选择问题;选择虚拟机后,需要为这些迁移的虚拟机确定目标节点,即虚拟机放置问题。虚拟机选择问题涉及动态资源配置的开销,而虚拟机放置问题关系动态资源配置的效果。 对于虚拟机选择问题,目前大多数方法基于内存容量的粗略开销预估,选择开销较小的虚拟机进行迁移。一种基于预复制迁移的实时开销预估方法首先理论分析预复制迁移算法,确定开销的影响因素,从而建立应用特征和开销之间的关联,得出较为准确的快速迁移开销预估模型。实验结果表明,虚拟机迁移开销预估模型能快速地正确反映不同应用特征虚拟机的迁移开销的大小关系。 对于虚拟机放置问题,目前大多数方法仅考虑能耗方面的因素,没有考虑虚拟机的负载变化趋势以及同一个物理节点上虚拟机之间的相互影响。一种负载变化趋势相关的虚拟机放置方法基于负载的历史信息,同时考虑虚拟机和物理机的负载变化趋势,确保虚拟机迁移的目标节点同时满足虚拟机现在和最近将来的资源请求,避免虚拟机的频繁迁移。仿真实验显示,在应用组的整个生命周期内,该方法比首次适应降序算法减少约75%的虚拟机迁移时间。
【学位授予单位】:华中科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP302

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李英壮;廖培腾;孙梦;李先毅;;基于云计算的数据中心虚拟机管理平台的设计[J];实验技术与管理;2011年05期
2 青云团队;;基于Web的云环境管理系统[J];中国教育网络;2011年01期
3 ;九大最新热门IT技术把把都是双刃剑[J];中国新通信;2008年04期
4 刘进军;赵生慧;;面向云计算的多虚拟机管理模型的设计[J];计算机应用;2011年05期
5 上海交通大学云之力量团队;;基于云计算的测试平台[J];中国教育网络;2011年04期
6 ;Oracle更新SPARC系统 提升虚拟机性能[J];电脑编程技巧与维护;2011年13期
7 冯华;唐宏伟;卢凯;;一种新的Hypervisor逻辑域通道设计[J];计算机工程与科学;2011年09期
8 陈取才,张蕴玉,胡修林;Windows下传输缓冲区的分配策略及其比较[J];华中科技大学学报;2001年02期
9 何新华;金国柱;王琼;;仿真试验中的虚拟化技术应用[J];四川兵工学报;2011年08期
10 ;虚拟化力助上海电信研究院测试环境灵活部署[J];通信世界;2008年40期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 段翼真;王晓程;;可信安全虚拟机平台的研究[A];第26次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2011年
2 俞乃博;;云计算—IaaS服务模式探讨[A];中国通信学会信息通信网络技术委员会2011年年会论文集(上册)[C];2011年
3 戴俊;;虚拟机技术在冶金模型平台中的应用[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
4 林晔;徐颖;;利用虚拟化存储技术实现数据中心机房的安全搬迁[A];中国新闻技术工作者联合会2011年学术年会论文集(上篇)[C];2011年
5 汤正瑜;;浅论“云计算”在企业信息化建设中的实现[A];2010年MIS/S&A学术交流会议论文集(中国造船工程学会学术论文集)[C];2010年
6 陈景君;;基于可信计算的云计算基础设施安全集成方案[A];天津市电视技术研究会2012年年会论文集[C];2012年
7 杨元利;;基于职业能力培养的物流课程虚拟化教学结构化分析[A];Proceedings of 2010 National Vocational Education of Communications and Information Technology Conference (2010 NVCIC)[C];2010年
8 肖钧;黄亮;;虚拟化搭配去重,双剑合璧更给力[A];2011年CAD/CAM学术交流会议论文集[C];2011年
9 王剑锋;;“虚拟”丰“云”——虚拟化和云计算技术浅析[A];中国新闻技术工作者联合会五届一次理事会暨学术年会论文集(上篇)[C];2009年
10 刘九卿;;应变式称重传感器技术发展概况[A];称重科技暨第八届全国称重技术研讨会论文集[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 邹大斌;VMware推出新虚拟机管理工具[N];计算机世界;2011年
2 周源;虚拟之后的那些事儿[N];网络世界;2010年
3 沈建苗 编译;虚拟化响起安全警报[N];计算机世界;2010年
4 清水 编译;服务器虚拟化四足鼎立谁更强?[N];计算机世界;2011年
5 清水 编译;私有云部署实战[N];计算机世界;2010年
6 戴尔大中华区网络及刀片服务器业务高级经理 李海平;网络为虚拟化而变[N];网络世界;2011年
7 清水;用户体验决定桌面虚拟化成败[N];计算机世界;2010年
8 《Network world》Jim Duffy 沈建苗 编译;Visa借助虚拟化改造数据中心[N];计算机世界;2008年
9 ;令人担忧的虚拟化安全[N];网络世界;2010年
10 ;服务器虚拟化的阴暗面[N];网络世界;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓莉;基于虚拟机迁移的动态资源配置研究[D];华中科技大学;2013年
2 李丁丁;虚拟机本地存储写性能优化研究[D];华中科技大学;2013年
3 刘海坤;虚拟机在线迁移性能优化关键技术研究[D];华中科技大学;2012年
4 马飞;云数据中心中虚拟机放置和实时迁移研究[D];北京交通大学;2013年
5 陈微;基于动态二进制翻译的协同设计虚拟机关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
6 程戈;基于虚拟机架构的可信计算环境构建机制研究[D];华中科技大学;2010年
7 孟江涛;Xen虚拟机研究[D];电子科技大学;2010年
8 陈彬;分布环境下虚拟机按需部署关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 曹文治;虚拟机网络性能优化研究[D];华中科技大学;2013年
10 王晓静;I/O虚拟化的性能隔离和优化[D];华中科技大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王忠儒;云环境下的虚拟机监控和服务部署关键技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
2 潘飞;负载相关的虚拟机放置策略研究[D];杭州电子科技大学;2011年
3 叶炜;基于动态备份虚拟机的高可靠网络系统[D];上海交通大学;2013年
4 王晓睿;虚拟机监控器体系结构研究[D];解放军信息工程大学;2010年
5 马博;基于内存热插拔的虚拟机动态内存管理系统[D];华中科技大学;2012年
6 周江福;虚拟机网络带宽动态调节机制研究[D];华中科技大学;2012年
7 李永达;虚拟机应用系统的设计与实现[D];西安电子科技大学;2010年
8 刘超;基于虚拟机内存模板的云计算服务系统[D];华中科技大学;2011年
9 刘菲军;云计算下虚拟机部署机制的研究[D];太原理工大学;2012年
10 杨星;云计算环境下虚拟机部署机制研究[D];解放军信息工程大学;2012年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026