Xen虛擬機內存實時遷移技術研究與實現.pdf

1、虛擬機實時遷移是虛擬化技術的一個重要特征，對于近年來不斷興起的數據中心的負載均衡和災難恢復有非常重大的意義。通過虛擬機的實時遷移，把虛擬機從源物理主機硬件平臺遷移到目的物理主機硬件平臺上，不僅可以快速消除源物理機上虛擬機之間的資源競爭，還可以通過合并操作大大減少激活的物理機數目，顯著提高計算的效率。
　　目前虛擬機實時遷移大多采用迭代預拷貝方法，該方法在虛擬機低負載或網絡環(huán)境較好的情況下有良好的表現，但也具有明顯的局限性。當臟頁率

2、過大時，會產生大量內存頁重傳，導致遷移期間數據傳送總量變大和總遷移時間變長，影響遷移期間虛擬機的服務質量;當虛擬機網絡負載過重時，會出現臟頁率大于遷移所用網絡傳輸速率的情況，預拷貝算法會失效，導致停機時間過長。
　　本文對Xen虛擬機內存實時遷移技術進行了深入地研究，針對原有迭代預拷貝算法在特定環(huán)境下存在的總遷移時間和停機時間過長、遷移期間服務質量降低、算法失效等問題，提出了一種內存實時壓縮遷移算法。該算法在預拷貝算法的基礎之上，

3、通過設計并實現內存實時壓縮算法M2LZO和內存頁重復度檢查算法，在內存批量傳送出去前，先使用M2LZO算法對內存頁以不同的重復度作區(qū)分，分別使用適合的壓縮等級進行壓縮編碼然后再傳送;在目的物理主機接收到壓縮數據后先用相應的譯碼算法進行解壓縮，再交給預拷貝算法恢復內存頁。該算法可以有效減少遷移期間內存?zhèn)魉涂偭?，縮短總遷移時間和停機時間，而且在網絡環(huán)境較差的情況下也能表現出良好的適應性，一定程度上解決了原算法瓶頸問題。在此基礎上，本文還對X

4、en遷移管理框架進行了優(yōu)化。針對原框架不能自動遷移，設計了信息收集器、熱點檢測和遷移策略等機制;針對原框架存在的性能提升空間，設計了遷移算法的多線程并行處理和內存空閑頁特殊處理等方法提升遷移性能;針對遷移期間服務質量的保證，對遷移過程中占用資源情況進行控制，使遷移本身占用的CPU和網絡帶寬資源達到最優(yōu)利用。
　　本文最后通過實驗對M2LZO算法和優(yōu)化后的遷移管理框架進行性能測試。實驗結果表明，優(yōu)化后的遷移管理框架與優(yōu)化前相比，對不