云计算中虚拟机脏页实时迁移的改进策略

虚拟机的实时迁移是实现虚拟机负载均衡的关键技术.当前基于预拷贝(Pre-Copy)方式的内存迁移机制被广泛的采用,该机制在高负载状态下会造成高脏页的反复传送,导致迁移效率严重下降.有效地减少迁移过程中的数据传输量和缩短迁移时间成为亟待解决的问题.本文提出一种迁移过程脏页率预测优化算法,利用马尔科夫模型预测脏页被传送后再次变脏的概率,并结合预测概率时脏页的变化情况,避免了迭代过程中高脏页频繁重传.实验结果表明,本文算法在高负载环境下能明显减少高脏页的无效传送,同时缩短了10%的迁移时间,提高虚拟机迁移性能.

基于脏页率预测的虚拟机动态迁移分析

虚拟机动态迁移中,具有最复杂的内存迁移机制、最多的传输内容,现阶段,预拷贝方法为常用方法。因迁移期间依然运行虚拟机,会改变内存页,因此预拷贝脏页传输需多次进行,频繁的重传高脏页,导致严重降低迁移效率,而此问题的解决正是虚拟机动态迁移中急需解决的问题。本文在介绍虚拟机动态迁移及脏页率预测理论的基础上,探讨了实现短时、高效完成虚拟机动态迁移的方法。

基于脏页率的虚拟机动态内存迁移

虚拟机动态迁移中,为保证透明性和一致性,内存迁移多采用能平衡总迁移时间和宕机时间的迭代预拷贝。为减少预拷贝过程中的数据传输量、缩短总迁移时间,这里提出了一种基于脏页率预测的预拷贝机制,该机制根据局部性原理,对虚拟机内存页的脏页率做出预测,优先传输脏页率低的内存页,避免高脏页的重传。在Xen中的实验结果表明,该机制可行有效,减少了数据传输量,缩短了总迁移时间。

面向业务特征的自适应虚拟机迁移带宽分配算法

虚拟机动态迁移是支持绿色云计算环境的重要技术,迭代时间和宕机时间是迁移性能的衡量指标,而虚拟机迁移时使用的网络带宽和业务运行产生的内存脏页是影响迁移性能的重要因素,因此合理分配迁移带宽和减少脏页率能够有效缩短迭代时间和宕机时间.该文提出了一种面向业务特征的自适应虚拟机迁移带宽分配算法,通过对迁移过程中脏页率的分析,预测运行业务的网络带宽使用量,自适应分配虚拟机迁移带宽;引入带宽调整系数,有效处理迁移过程中的业务数据抖动现象,从而确保预测的合理性.这一算法能够在保证迁移性能和系统可靠性的同时,减少迭代时间和宕机时间.实验表明在带宽资源有限的前提下,该方法能够合理利用空闲带宽资源,提高迁移性能,确保业务服务质量.

基于概率预测的虚拟机动态迁移机制改进

提出在基于概率预测的pre-copy算法的基础上,引入带宽自适应算法,当脏页率突然增大时,带宽自适应算法能够自动提高迭代传输带宽,缩短传输时间.实验结果表明,在脏页率较高和脏页率变化较大时,该策略能够明显缩短迭代传送时间和停机时间,提高迁移性能和业务服务质量.

油气勘探开发云虚拟机内存迁移算法改进研究

虚拟机动态迁移对数字油田的云平台安全建设具有重要意义。文中讨论云计算关键技术虚拟化技术中--虚拟机动态迁移机制。针对预拷贝迁移方法停机过长这一问题,在预拷贝方法的基础上,提出基于标识的动态迁移方法,能够有效地减少迁移时间,提高迁移效率。首先,新增一个计数器用于记录脏页数量,以此判断是否为频繁改动脏页;然后,设置一个window值,当频繁改动脏页的数量达到window值,将脏页全部发送至目标服务器。该方法避免了最后一次传送时页面过多而造成虚拟机停机时间过长的问题。实验结果表明,该方法在迁移时间和数据传输量上明显优于预拷贝方法,提高了虚拟机迁移效率。

基于预拷贝的虚拟机内存状态动态迁移优化

针对预拷贝迁移算法存在拷贝效率低、总迁移时间长和迁移页面多等问题,提出了一种基于预拷贝的虚拟机内存迁移优化方法。该方法根据迁移链路带宽动态确定迁移窗口大小,根据时间局部性和空间局部性原理计算页面脏页率,并通过页面脏页率来确定待迁移页面,实现了对页面脏页率更全面的预测,尽量避免了不必要的重传。实验结果表明,该文优化方法在停机时间、总迁移时间和迁移页面数量等3个方面优于现有的预拷贝方法。

虚拟机实时迁移的研究

虚拟机的实时迁移技术就是把虚拟机完整的从源物理主机迁移拷贝到另外一台物理主机上,在负载均衡和灾难恢复方面起到了重要作用。预拷贝算法实现了虚拟机的实时迁移,但在高负载场景下,一些内存页会被反复传送,严重影响了迁移效率,延长了总迁移时间。针对此问题,提出了基于脏页预测算法,在高负载场景下,采用动态指数平滑法对脏页面进行工作集预测,减少脏页面的传送,对于高频脏页,直接放入最后停机拷贝时传送,从而减少实时迁移的时间,提高迁移效率。实验结果表明,改进后的算法能在高负载场景下有效提高虚拟机实时迁移的性能。

一个基于日志服务器的内存数据库恢复系统

在内存数据库中,由于内存的易失性使得数据库的恢复较为复杂,而恢复过程涉及到I/O操作,对系统的整体性能影响很大。文章提出了一个基于日志服务器的内存数据库恢复系统,日志服务器能有效地减少内存数据库记录日志和检查点的开销;给出了系统的整体结构、日志记录过程和恢复算法;并对一些关键技术,如脏页缓冲、检查点等进行了详细分析。

基于服务活跃度的虚拟机实时迁移方案的研究

虚拟机实时迁移是在保证虚拟机服务正常运行的同时,在不同的物理主机之间迁移,为保证迁移效率和服务正常运行,需降低总迁移时间和停机时间。后拷贝和预拷贝是常用的两种实时迁移方案,后拷贝能降低总迁移时间,预拷贝能降低停机时间。基于服务活跃度的预拷贝优化方案是根据服务活跃度选择合适的停止条件,使得虚拟机在合适的临界点进入停机阶段,这不仅减少了页的迭代次数,也使停机阶段传输更少的页,从而达到同时降低总迁移时间和停机时间的目的。

基于云计算的VMware虚拟化平台动态自适应迁移方法

针对虚拟机迁移速度慢,且用时较长的问题,提出基于云计算的VMware虚拟化平台动态自适应迁移方法。通过云计算搭建VMware虚拟化平台,按照历史脏页率、数据抖动特性,获得运行业务特征及其网络带宽用量,并自适应调节带宽系数,合理分配网络带宽;根据内存大小、脏页速度与带宽传输速度制定物理资源迁移的约束条件,利用熵编码、字典编码、游程编码方法完成脏页内存的压缩,完成动态自适应迁移。实验结果表明,所提方法能够在物理资源有限条件下,合理利用带宽资源,缩小停机时间,提升虚拟机迁移效率,并保证运行业务的服务质量。