虚拟用户环境中资源动态管理机制研究

摘要

桌面虚拟化技术可为计算机桌面的大规模快速分发和管理、按需满足不同用户的应用请求提供强大的支持，而其后台核心则是基于虚拟机的大规模虚拟集群。随着这项技术在各种大型企业和组织中被投入实际应用，如何提高后台服务集群的计算资源与带宽资源的使用率以及在上线高峰时期保证较短的用户响应时间已经成为一个亟待解决的问题。
　　 虚拟用户环境中的资源动态管理机制，有效的解决了上述问题。该机制依据监测到的用户上线速率，为虚拟机部署过程建立排队模型，并结合对实时监控的负载情况的分析，自动扩张和压缩集群规模，提高资源使用率，并缩短用户响应时间；基于虚拟机所特有的整体迁移和状态保存恢复特性，设计虚拟机放置和迁移策略。放置策略以用户上次保存虚拟机状态时的负载记录为依据，预测任务大小，指导虚拟机合理部署。放置和迁移策略将虚拟机和服务器按照其每种资源的负载信息定量的分类和匹配，并进行细粒度的资源调度，有效地解决了集群中多维资源（如计算资源、带宽资源）负载平衡的问题。
　　 系统实现基于由Xen 3.2虚拟机管理器（Virtual Machine Monitor，VMM）组成的服务器集群，使用了Fedora Core 8和Windows XP两种全虚拟化的虚拟机镜像。仿真实验表明，算法在大规模应用的情况下，负载平衡目标值（负载方差）是目前常用的最轻负载优先算法的1/2左右，而上线高峰期时的用户最长等待时间也缩短了40秒左右。