虚拟化环境中资源整合与调度优化研究

摘要

随着计算资源规模的扩大以及应用需求的日趋复杂，虚拟资源的整合与调度还面临着诸多挑战。首先，缺乏一整套的自动化虚拟资源整合方案来进行服务的透明部署。其次，传统调度方法在资源规模的扩大时加剧了本地资源调度的通信开销压力。最后，迁移调度在整体资源紧张的时候性能受到很大影响。针对这些问题，对虚拟化资源的整合与调度方法展开广泛深入的研究，将具有重大的意义。
　　面向服务的虚拟化资源环境构建方法根据服务的实际需求组织计算资源和软件资源，自动构建服务运行环境。通过虚拟机磁盘镜像模板管理机制提高模板定位的准确度，使用基于写前拷贝的增量镜像来加快虚拟机磁盘数据的准备速度，并基于负载均衡的策略实施多个服务实例在多个计算节点上的并行部署，从而实现大规模服务计算环境的快速按需构建。
　　基于消息的虚拟资源调度框架由资源请求驱动调度的实施。每个虚拟机根据各自的资源需求向资源调度管理器发送请求消息。资源调度管理器将根据调度策略重新计算虚拟机的资源配额，然后适当地增加或者减少虚拟机的可用资源。在此框架中，针对处理器和内存这两种类型的资源分别设计调度策略，既能实现资源的按需动态调度，保证调度的准确度，又避免了过多用于收集虚拟机资源状况的通信开销。
　　基于处理器调度的虚拟机迁移优化机制通过合理调度计算资源来优化虚拟机实时迁移的性能。根据内存预复制的速度，调度虚拟处理器资源以控制虚拟机写内存的速度，从而使得实时迁移能顺利进行。实验结果表明，优化调度方法可以比传统迁移减少最多88％的停机时间。
　　综上所述，通过实施服务在虚拟化平台上的自动部署可以有效提高虚拟资源整合的效率，消息驱动的本地资源调度以很小的通信开销实现了计算资源的按需动态分配，同时合理调度本地处理器资源还能提高虚拟机实时迁移的性能。

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1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究概况

1.3 研究内容

1.4 论文组织结构

2 面向服务的虚拟化资源环境构建方法

2.1 研究背景

2.2 系统总体架构

2.3 模板镜像管理

2.4 虚拟机部署

2.5 服务部署

2.6 性能评估

2.7 小结

3 基于消息的虚拟资源调度框架

3.1 研究背景

3.2 资源调度框架设计

3.3 处理器资源调度策略

3.4 内存资源调度策略

3.5 性能评估

3.6 小结

4 基于处理器调度的虚拟机迁移优化机制

4.1 研究背景

4.2 虚拟机实时迁移模型

4.3 优化迁移的资源调度机制

4.4 性能评估

4.5 小结

5 总结与展望

致谢

参考文献