基于xen虚拟机的双机热备可用性研究

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1、摘要虚拟化技术是实现云计算的关键技术。通过虚拟化技术，可以在一台物理机上创建多台虚拟机，运行多个相互隔离的操作系统，从而增强系统的安全性，提高资源的利用率。随着虚拟化技术应用的普及，虚拟机的高可靠性成为人们关注的重点。虚拟机双机热备技术借助于虚拟机本身可以跨平台移植、与底层硬件无关等特性，实现了高效率、低成本的虚拟机容错机制，成为保障虚拟机高可靠性的重要手段之一。为了实现数据同步，传统虚拟机双机热备采用暂时终止虚拟机和服务的策略，导致双机热备可用性大打折扣，因此，如何提高虚拟机双机热备可用性成为了研究的热点。论文描述了虚拟机系统的发展历史及研究现状，分析了虚拟机系统的基本原理和实现的关键

2、技术，列举了几个经典的虚拟机系统例子，并以Xen为代表深入研究了虚拟机在内存、CPU、I／O方面为虚拟化所做的改变。对目前可见文献中虚拟机双机热备进行分类研究，在此基础上详细阐述了经典的虚拟机双机热备Remus的模型，提出了提高虚拟机双机热备可用性的必要性，并对不同类型的虚拟机双机热备可用性进行了分析。为了提高双机热备的可用性，提出了基于预传输的虚拟机双机热备，即在虚拟机运行时先进行一轮数据同步。同时，为了降低预传输和原停机传输的脏页重复率，提出了SSNUR算法，该算法通过预测将要被使用的脏页，传输预计不会被使用的脏页，避免了过度增加虚拟机的性能负担。针对虚拟机内存、负载以及双机热备的间

3、隔时间三个因素，通过实验测试了预传输改进前后的Remus停机时间。实验结果表明，基于预传输的Remus能有效降低原Remus的停机时间，提高原Remus的可用性。关键词：虚拟机；双机热备；可用性；XEN；预传输：Remus系统AbstractVh'tualizationtechnologyasakeytechnologyofcloudcomputingcallvirtualizeanumberofvirtualmachinesfromsinglephysicalmachine，inordertO1"i111multipleisolatedoperatingsystems．Thevirtu

4、alizationtechnologyincreasesthesecurit)rofsystem，improvesresourceutilization．Withthedevelopmentofvirtualizationtechnology,thehigllreliabilityofthevirtualmachinehasbecomeanimportantfactortoobstructthedevelopmentofvirtualmachinetechnology．Thevirtualmachinehotstandbyimplementshighefficiency,low-cost

5、virtualmachinesfaulttolerancemechanisms，becauseofthevirtualmachineitselfcalltransplantacrossplatformsandhasnothingtodowiththeunderlyinghardware，becomeanimportantmeansfortheprotectionofthehighreliabilityofthevirtualmachine．Atthesametime，thesuspensionofvirtualmachineandserviceinthevirtualmachinehot

6、standbybecauseofdatasynchronization，resultingingreatlyreducedavailabilityofthevirtualmachinehotstandby,therefore，howtOimprovetheavailabilityofthevirtualmachinehotstandbybecametheproblemweconcern．Thisthesisdescribesthedevelopmenthistoryandcurrentsituationofthevirtualmachinesystem，analysisthebasicp

7、rinciplesofvirtualmachinesystemandtheimplementtechnologies，listsafewtypicalexamplesofthevirtualmachinesystem，studythechangesofmemory,CPU，I／OdevicesXenhadforthevirtualizationin-depth．Afterclassificationresearchofvirtual