基于内存混合复制方式的虚拟机在线迁移机制

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1、第３４卷第１２期计算机学报Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１２２０１１年１２月ＣＨＩＮＥＳＥＪＯＵＲＮＡＬＯＦＣＯＭＰＵＴＥＲＳＤｅｃ．２０１１基于内存混合复制方式的虚拟机在线迁移机制陈阳怀进鹏胡春明（北京航空航天大学计算机学院北京１００１９１）摘要虚拟机ＶＭ（ＶｉｒｔｕａｌＭａｃｈｉｎｅ）在线迁移技术（ＬｉｖｅＭｉｇｒａｔｉｏｎ）充分利用虚拟化技术的灵活性和封装性，有利于实现大规模虚拟化环境中负载的动态调整以及应用的灵活部署．已有的在线迁移机制存在内存迭代收敛、迁移数据冗余以及客户操作系统不透明等问题．文中结合内存推送复制以及按

2、需复制两种方式，提出了基于内存混合复制方式的ＶＭ在线迁移机制ＨｙｂＭＥＣ，以实现对ＶＭ运行状态的快速迁移．基于ＫＶＭ虚拟机监控器，实现了ＨｙｂＭＥＣ原型系统．多种不同类型应用负载下的实验结果表明，ＨｙｂＭＥＣ能够高效地支持虚拟化环境中低开销、低延时的ＶＭ在线迁移，并在总迁移时间、内存同步数据量以及ＶＭ停机时间等方面具有显著的性能提升．关键词虚拟机；虚拟机监控器；在线迁移；按需复制；预取页中图法分类号ＴＰ３０２犇犗犐号：１０．３７２４／ＳＰ．Ｊ．１０１６．２０１１．０２２７８犔犻狏犲犕犻犵狉犪狋犻狅狀狅犳犞犻狉狋狌犪犾

3、犕犪犮犺犻狀犲狊犅犪狊犲犱狅狀犎狔犫狉犻犱犕犲犿狅狉狔犆狅狆狔犃狆狆狉狅犪犮犺ＣＨＥＮＹａｎｇＨＵＡＩＪｉｎＰｅｎｇＨＵＣｈｕｎＭｉｎｇ（犛犮犺狅狅犾狅犳犆狅犿狆狌狋犲狉犛犮犻犲狀犮犲犪狀犱犈狀犵犻狀犲犲狉犻狀犵，犅犲犻犎犪狀犵犝狀犻狏犲狉狊犻狋狔，犅犲犻犼犻狀犵１００１９１）犃犫狊狋狉犪犮狋Ｔｈｅｌｉｖｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅ，ｆｕｌｌｙｌｅｖｅｒａｇｉｎｇｖｉｒｔｕａｌｉｚａｔｉｏｎ’ｓｆｌｅｘｉｂｉｌｉｔｙａｎｄｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｏｎａｂｉｌｉｔｉｅｓ，ｉ

4、ｓｖｅｒｙｈｅｌｐｆｕｌｆｏｒｄｙｎａｍｉｃｗｏｒｋｌｏａｄｂａｌａｎｃｉｎｇａｎｄｆｌｅｘｉｂｌｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｄｅｐｌｏｙｍｅｎｔｉｎｔｈｅｌａｒｇｅｓｃａｌｅｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｌｉｖｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｈａｖｅｔｏｂｅｉｎｔｈｅｆａｃｅｏｆｓｏｍｅｐｒｏｂｌｅｍ，ｓｕｃｈａｓｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅｏｆｉｔｅｒａｔｉｏｎ，ｒｅｄｕｎｄａｎｃｅｏｆｃｏｐｙｉｎｇ，ａｎｄｇｕｅｓｔＯＳｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｅ．Ｔ

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6、ｔｏｔｙｐｅｓｙｓｔｅｍ．ＴｈｅｅｖａｌｕａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓＶＭｗｏｒｋｌｏａｄｓｓｈｏｗｔｈａｔＨｙｂＭＥＣｉｓａｂｌｅｔｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙｓｕｐｐｏｒｔＶＭｌｉｖｅｍｉｇｒａｔｉｏｎｗｉｔｈｌｏｗｅｒｒｅｓｏｕｒｃｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｌａｔｅｎｃｙ，ａｎｄｔｏａｃｈｉｅｖｅｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓｏｖｅｒｅｘｉｓｔｉｎｇｍｅｃｈａｎｉｓｍｓｂｙｔｈｅｔｏｔａｌｍｉｇｒａｔｉｏｎｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｖｏｌｕｍｅｏｆｄａｔａｓｙｎｃｈｒｏｎｉｚ

7、ｅｄｏｖｅｒｔｈｅｎｅｔｗｏｒｋ．犓犲狔狑狅狉犱狊ｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅ；ｖｉｒｔｕａｌｍａｃｈｉｎｅｍｏｎｉｔｏｒ；ｌｉｖｅｍｉｇｒａｔｉｏｎ；ｏｎｄｅｍａｎｄｃｏｐｙ；ｐｒｅｐａｇｉｎｇ渐成为科学界和工业界研究的热点主题．云计算实１引言现了资源、平台以及软件的服务化，并通过计算机网络向用户提供按需、灵活、可伸缩的计算和存储资当前云计算作为一种新型网络应用模式，已逐源．其中，基础设施即服务ＩａａＳ（Ｉｎｆｒａｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｓａ收稿日期：２０１１０６１４；最终修改稿收到日期：２０１１１０２７．

8、本课题得到国家“八六三”高技术研究发展计划项目基金（２０１１ＡＡ０１０５００）、国家“九七三”重点基础研究发展规划项目基金（２０１１ＣＢ３０２６０２）和国家杰出青年基金项目（９０８１８０２８，９１０１８００４）资助．陈阳，男，１９８３年生，博士研究生，主要研究方向为虚拟化技术、分布式计算．Ｅｍａｉｌ：ｃｈｅｎｙａｎｇ＠ａｃｔ．ｂｕａａ．ｅｄｕ