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基于内存压缩的虚拟机实时迁移机制研究

作　者: 潘晓东
导　师: 吴松
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 虚拟机内存压缩实时迁移停机时间
分类号: TP302
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

虚拟机实时迁移是大多数虚拟机管理器不可或缺的工具,被广泛的应用在数据中心的容错、灾备及负载均衡中。目前的虚拟机实时迁移普遍采用内存预拷贝方法,但是这种方法会带来大量数据的传输,不但会导致迁移时间变长,并且会影响某些网络密集型应用的服务质量。不仅如此,当“脏”数据率大于网络传输速度的时候,此方法就会失效,甚至会给要求低延迟的服务带来灾难性后果。基于内存压缩的虚拟机实时迁移机制ComLiM(Compression-based Live Migration)能够有效的解决上述问题。该机制基于内压预拷贝方法,并且将内存压缩模块扩展在其之中,采用压缩传输的方式,进行虚拟机实时迁移。该机制的特点在于:在实时迁移的内存传输中,采用一种适合实时压缩传输的压缩算法CBC(Characteristic-Based Compression),此算法将内存数据分为指令和数据两种实体,针对不同实体采用不同的压缩编码模型;采用基于线程池的压缩技术,将多次网络I/O操作整合成一次网络I/O操作,提高网络吞吐率;建立一个自适应压缩模型,根据网络带宽情况和CPU的空闲度,自动选择不同级别的压缩算法,优化迁移过程中的服务质量;通过内存传输中的全零页面处理、停机时间优化等技术,提高系统的效率和扩展性。测试和结果分析表明:与传统的内存预拷贝方法相比,在虚拟机实时迁移中,停机时间、迁移总时间和数据传输量分别减少27.1%、32.0%和68.8%;在迁移过程中,ComLiM方法将服务吞吐率提高4.61倍。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-15
  1.1 问题的提出  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-13
  1.3 课题背景与研究内容  13-14
  1.4 文章框架结构  14-15
2 基于内存压缩的虚拟机实时迁移机制设计  15-24
  2.1 实时迁移内容分析  15-16
  2.2 实时迁移过程分析  16-18
  2.3 体系结构与处理流程  18-23
  2.4 小结  23-24
3 基于内存压缩的虚拟机实时迁移机制关键技术  24-43
  3.1 基于内存特征的内存压缩  24-34
  3.2 基于线程池的并行压缩  34-36
  3.3 迁移的服务质量优化  36-38
  3.4 内存传输的全零页处理  38-40
  3.5 停机时间优化  40-41
  3.6 小结  41-43
4 测试与结果分析  43-53
  4.1 测试环境  43-44
  4.2 停机时间测试  44-46
  4.3 多种应用实时迁移测试  46-48
  4.4 迁移过程中的吞吐量测试  48-50
  4.5 算法的开销测试  50-51
  4.6 小结  51-53
5 总结及展望  53-55
致谢  55-57
参考文献  57-60

基于内存压缩的虚拟机实时迁移机制研究

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