结合虚拟机间性能互扰度量的虚拟机迁移方法研究

摘要

虚拟机迁移技术作为云计算领域的重要分支成为近年来研究的热点，通过对虚拟机的动态分配，实现服务器间的负载均衡、保证云应用的服务质量。虚拟化技术一方面解决了对物理资源的抽象，使得同一台物理服务器上可以创建多个虚拟机实例，部署不同的应用;另一方面，由于部署在同一物理机上的虚拟机由于争夺相同的资源而存在性能互扰问题。所以本文在深入分析Xen虚拟机体系结构的基础上，提出了结合虚拟机间性能互扰度量的虚拟机迁移方法。
　　本文首先分析了虚拟机迁移在国内外的研究现状，针对于目前研究中存在的没有考虑虚拟机间性能互扰对虚拟机迁移效果影响的问题，提出了一个结合虚拟机间性能互扰度量的虚拟机迁移方法。首先为了解决虚拟机间性能互扰度量问题，通过主成分分析法，研究并建立了一个应用负载模型，用于反映应用性能的负载参数集合。然后，基于该模型，针对于有虚拟机性能互扰历史经验的虚拟机性能互扰模型构建问题，建立了虚拟机间性能互扰度量模型，并利用多元非线性回归技术对参数进行估计;针对于无虚拟机性能互扰历史经验的模型构建问题，提出了基于模糊c均值聚类虚拟机负载模式挖掘，并在此基础上通过对历史虚拟机间性能互扰模型的复用给出了虚拟机间性能互扰度预测算法。在此基础上，提出了结合虚拟机间性能互扰度量的待迁移虚拟机选择算法，该算法以虚拟机间性能互扰度和虚拟机迁移代价为目标，得到一个待迁移虚拟机集合;针对于虚拟机放置问题，本文提出了一个结合虚拟机间性能互扰度量的虚拟机放置算法，该算法以虚拟机性能互扰度量模型为基础，利用爬山搜索算法，找到一个满足虚拟机资源需求的与目标虚拟机互扰度最低的物理机。最后，基于Xen虚拟化平台和CloudSim云仿真平台搭建了实验环境并开展了一系列实验，实验结果表明与目前的虚拟机迁移方法相比，所提出的结合虚拟机间性能互扰度量的虚拟机迁移方法能够在保证应用性能的同时有效减少待迁移虚拟机数量。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 论文主要研究工作

1．4 本文组织结构

1．5 本章小结

第2章 相关研究基础

2．1 虚拟化技术

2．1．1 虚拟化简介

2．1．2 Xen虚拟化技术

2．2 虚拟机性能互扰

2．2．1 CPU调度与虚拟机性能互扰

2．2．2 内存调度与虚拟机性畿互扰

2．2．3 I／O设备调度与虚拟机性能互扰

2．3 虚拟机迁移技术

2．3．1 虚拟机迁移概述

2．3．2 待迁移虚拟机选择

2．3．3 虚拟机放置

2．4 本章小结

第3章 结合虚拟机间性能互扰度量的虚拟机迁移方法框架

3．1 问题分析

3．1．1 虚拟机迁移方法中所面临的问题

3．1．2 问题求解的基本思路

3．2 结合虚拟机间性能互扰度量的虚拟机迁移方法

3．3 结合虚拟机间性能互扰度量的虚拟机迁移方法中的关键问题

3．4 本章小结

第4章 虚拟机间性能互扰度量及预测算法

4．1 相关工作

4．2 虚拟机间性能互扰度量及预测框架

4．3 基于主成分分析法的应用负载模型构建

4．4 基于多元非线性回归的应用性能互扰度度量模型

4．4．1 基于多元非线性回归的应用性能互扰度度量模型的构建

4．4．2 基于多元非线性回归的应用性能互扰度度量模型的参数估计方法

4．5 基于聚类的应用性能互扰度预测算法

4．5．1 算法基本思想

4．5．2 算法描述

4．6 本章小结

第5章 结合虚拟机间性能互扰度量的虚拟机迁移算法

5．1 问题描述

5．2 结合虚拟机间性能互扰的待迁移虚拟机选择算法

5．2．1 算法基本思想

5．2．2 算法描述

5．3 结合虚拟机间性能互扰的虚拟机放置算法

5．3．1 算法基本思想

5．3．2 算法描述

5．4 本章小结

第6章 实验方案及实验对比

6．1 实验环境

6．2 虚拟机间性能互扰度量及预测模型的建立

6．2．1 应用负载模型构建

6．2．2 虚拟机性能互扰度量模型

6．2．3 虚拟机负载模式聚类

6．2．4 虚拟机性能互扰度预测及分析

6．3 虚拟机迁移方法对比实验

6．4 本章小结

第7章 总结与展望

7．1 论文工作总结

7．2 下一步工作展望

参考文献

致谢