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基于Excalibur系统的Xen动态迁移优化与研究

作　者: 付超
导　师: 杨俊
学　校: 北京邮电大学
专　业: 计算机科学与技术
关键词: 云计算 Excalibur 虚拟机 Xen 预拷贝迁移分层矩阵算法
分类号: TP302
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 108次
引　用: 1次
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内容摘要

随着计算机技术的发展和云计算的兴起,虚拟化技术因其良好独立性、易管理性和服务器整合而备受人们关注。虚拟机在众多领域具备各种用途：如用于系统安全领域、系统开发测试领域；还可用于高性能集群计算领域。虚拟机的动态迁移已成为虚拟化技术的焦点,广泛用于实现云计算环境下服务器的动态封装转移和运行时负载均衡。作为x86平台下一款性能优秀的开源虚拟机,Xen支持泛虚拟化和硬件辅助全虚拟化技术,具有巨大的发展潜力。本文以云计算Excalibur系统为应用背景,以Xen为平台研究虚拟机Xen相关应用,结构,关键技术,着重研究了内存动态迁移,并针对Xen的pre-copy算法优点与不足,特别是维护云计算服务器负载均衡时面对服务器频繁更改的内存页面所体现出来的传送效率低下,提出了内存迁移改进算法分层矩阵算法。该算法重点是通过增加相应变量来统计在一段区间内的内存页改变数据,计算得出一个平均值,由此来判定该页是否需要传送,以此达到减少传统迭代过程中重复拷贝脏页的问题,即通过统计内存页重写次数来减少不必要的拷贝。同时以改进算法为切入点,为Xen设计了以改进算法为基础的动态迁移框架。并搭建实验平台,分别在同构和异构情况下测试了分层矩阵算法的性能,并与Xen的原算法比较。并根据测试结果得出结论。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-12
  1.1 课题背景及工作意义  9
  1.2 国内外研究现状  9-10
  1.3 工作概述  10
  1.4 论文期间所做工作  10-11
  1.5 论文结构  11-12
第二章云计算与虚拟化技术基础知识  12-22
  2.1 云计算架构  12-13
  2.2 云计算的关键技术  13-14
  2.3 虚拟化的相关技术  14-19
    2.3.1 虚拟化技术分类  14-16
    2.3.2 主要虚拟机概述  16-18
    2.3.3 虚拟化技术的应用  18-19
  2.4 Excalibur体系结构  19-22
第三章 Excalibur资源调度管理实现  22-34
  3.1 Excalibur资源调度的基本思想  22-23
  3.2 Excalibur资源调度策略架构  23-29
    3.2.1 Detect探测模块  23-26
    3.2.2 Strategy策略模块  26-29
    3.2.3 Action行为模块  29
  3.3 资源组织策略  29-30
  3.4 虚拟机资源管理  30-33
    3.4.1 VM创建策略的实现  30-31
    3.4.2 VM启动策略算法及实现  31-32
    3.4.3 VM迁移策略实现  32-33
  3.5 小结  33-34
第四章 Excalibur下Xen动态迁移传统结构  34-40
  4.1 传统Xen动态迁移结构  34-35
  4.2 运行迁移模块中pre-copy算法分析  35-40
    4.2.1 Xen内存页转换模式  36-37
    4.2.2 pre-copy算法分析  37-38
    4.2.3 pre-copy算法实现  38-40
第五章改进的动态迁移结构设计与实现  40-48
  5.1 预拷贝模块  41-45
    5.1.1 pre-copy改进算法思想  41-42
    5.1.2 算法设计与实现  42-44
    5.1.3 算法描述与分析  44-45
    5.1.4 改进算法与pre-copy算法比较  45
  5.2 监听迁移模块  45-46
  5.3 运行迁移模块  46
  5.4 停机拷贝模块  46-47
  5.5 目标域唤醒模块  47
  5.6 小结  47-48
第六章性能测试与结果分析  48-55
  6.1 实验设计  48
  6.2 实验环境  48-50
  6.3 实验结果  50-53
    6.3.1 同构情况下分层矩阵算法与pre-copy算法对比结果  50-52
    6.3.2 异构情况下算法性能对比结果  52-53
  6.4 结果分析  53-55
第七章总结及展望  55-57
  7.1 论文工作总结  55
  7.2 未来工作展望  55-57
参考文献  57-60
致谢  60-61
攻读学位期间发表学位论文目录  61

基于Excalibur系统的Xen动态迁移优化与研究

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