面向云计算的虚拟机动态迁移技术研究

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。面向云计算的虚拟机动态迁移技术研究　　摘要：以虚拟机动态迁移关键技术的优化作为研究的主要目标，对现有的虚拟机动态迁移框架进行解析，改进动态迁移机制和迁移算法，提出预测概率算法和内存压缩算法。通过实验与比较分析，证明该改进框架和算法在虚拟机动态迁移上减少了数据传输量，缩短宕机时间，提高了虚拟机动态迁移性能。　　关键词：虚拟机；动态迁移；迁移时间；改进算法　

2、　中图分类号：TP393文献标识码：A　　1概述为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　随着科技的发展，云计算的出现给网络服务提出了全新的概念。云计算通过网络将各种动态资源分布在大量的计算机上，包括计算资源

3、、存储资源等，用户可按照需求获取相应的服务信息[1]。虚拟化技术为云计算提供了更有效的资源分配，虚拟化方法是把各种应用程序运行在虚拟机中，以按需分配的方式提供给用户使用，而一台或多台虚拟机则被分配到物理服务器上，各虚拟机间相互独立，当某台虚拟机出现故障或遭受攻击不会影响到其他虚拟机正常运行。虚拟化技术可以为云计算合理的分配资源，有效的提高资源利用率，最终减少投资运营成本。然而，在数据中心，部署在虚拟机上应用程序的访问量会不断的发生变化，从而使得物理服务器的负载发生变化，为了均衡服务器上的工作负载，可以使用虚拟机的动态迁移技术[2

4、]。　　虚拟机的动态迁移是指将正在运行的虚拟机从一台服务器迁移到另一台服务器上。迁移过程中要确保应用程序能正常运行，不中断为用户提供服务。虚拟机动态迁移技术，可以用在服务器故障需要停机时，服务器负载过重时及调整硬件利用率，从而有效管理数据中心的资源，提高系统整体性能[3]。　　2虚拟机动态迁移技术　　虚拟机动态迁移主要包括：CPU的状态、I/O设备、网络资源、存储以及内存等，只有这样才能保证迁移后的虚拟机能正常运行[5]。网络资源包括IP地址以及协议状态，存储迁移主要包括镜像文件及其他必要的文件，在局域网中可以使用共享服务。在虚

5、拟机动态迁移中，CPU、I/O状态的数据量非常小，而且便于封装以及迁移。在整个迁移过程中，内存的内容会不断地被续写，而且内存的性能对虚拟机动态迁移的总迁移和停机时间有很大的影响，所以内存迁移是动态迁移中最复杂也是最重要的部分[6]。下面以Xen为例，着重从内存迁移的角度分析虚拟机动态迁移的过程，包括以下4个基本模块。如图1所示：　　图1传统的迁移机制图　　计算技术与自动化XX年3月为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、

6、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　第35卷第1期张亚昕：面向云计算的虚拟机动态迁移技术研究　　1）监听迁移模块：该模块依据负载均衡的原则，开启负责迁移的虚拟机，寻找迁移的目标域并发出迁移请求，询问目标虚拟机能否满足资源需求，若满足，则预定这些资源；若不满足，不触发迁移，继续寻找其他主机作为目标主机。　　2）迁移执行模块：该模块负责迁移的具体实施，直

7、接影响到整个内存迁移的总迁移时间和宕机时间[7]。在收到监听模块发来的内存迁移信号后，迁移执行模块开始收集迁移域及其他相关域的状态信息，并封装收集到的信息；发送冻结信号给冻结模块；接下来，迁移执行模块在保持虚拟机运行的同时传输内存页到目的主机。内存页进行有限次的迭代拷贝，直到满足退出迭代拷贝的条件，停止拷贝[8][9]。　　3）冻结模块：冻结模块会冻结源虚拟机，这时虚拟机停止运行，内存不再更新，并传送上一次传送中产生的脏页和剩下的内存页到目标主机上，同时发送网络资源和CPU状态信息给目的主机，这段时间称为“宕机时间”。　　4）目

8、标域唤醒模块：迁移模块向目标域唤醒模块发出“唤醒”信号，唤醒目标域，目的域和迁移域服务一致，新虚拟机建立。　　3动态迁移优化算法为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全