發(fā)布時間：2017-10-18 01:22

  本文關鍵詞：基于自主虛擬化平臺的虛擬機遷移的研究和實現(xiàn)

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【摘要】：目前,在云計算大潮背景下,虛擬化技術正呈現(xiàn)出快速發(fā)展的態(tài)勢,并受到廣泛的研究和普及。云計算不僅是一種新的計算模式,也是一種新的服務模式,它顛覆了傳統(tǒng)的IT架構并提出了彈性計算和按需計費的服務模式,而支撐這一服務模式的核心技術正是本文要重點研究的虛擬化技術和虛擬機遷移技術。本文的主要工作分為兩個部分,第一部分是對虛擬化技術和虛擬機遷移技術的理論研究,第二部分是基于自主虛擬化平臺的虛擬機遷移功能模塊的實現(xiàn)。具體工作內(nèi)容如下:(1)研究了服務器虛擬化技術,即如何將一臺物理服務器抽象成多個相互隔離的虛擬機。本文使用KVM作為研究對象,KVM是基于硬件輔助的開源的虛擬化技術。目前Intel和AMD都已經(jīng)提供了在處理器硬件層面上支持虛擬化的技術。由于KVM不能對I/O設備進行虛擬化,我們通常采用QEMU進行模擬實現(xiàn)其虛擬化。(2)研究了虛擬機如何在兩個主機之間進行有效遷移。本文在實現(xiàn)虛擬機遷移模塊時采用基于共享存儲的虛擬機遷移方案,重點研究數(shù)據(jù)量傳輸最大也最為復雜的虛擬機內(nèi)存遷移。KVM采用了內(nèi)存預拷貝算法,該算法通過不斷迭代拷貝內(nèi)存臟頁面的方式來傳輸內(nèi)存的實時數(shù)據(jù)。(3)提出了虛擬機遷移功能模塊的設計方案。本文利用平臺的任務調(diào)度器、子任務生成器和子任務分發(fā)器完成虛擬機離線和在線遷移任務調(diào)度,設計了多個有序子任務完成虛擬機離線和在線遷移。本文使用KVM作為虛擬化工具,使用libvirt作為通用API。同時,本文設計了主機監(jiān)視器檢測主機狀態(tài),設計了遷移觸發(fā)機制、目標主機選擇機制、任務生成和執(zhí)行機制,使的主機故障時其上的虛擬機可以自動遷移。(4)實現(xiàn)了基于自主虛擬化平臺的虛擬機遷移功能模塊,包括虛擬機離線遷移模塊、虛擬機在線遷移模塊和虛擬機故障自動遷移模塊。本文還對上述遷移模塊做了大量實驗,實驗結果顯示,遷移功能運行良好、穩(wěn)定。虛擬機遷移模塊增強了虛擬化平臺對資源的靈活管理能力,同時,虛擬機故障自動遷移模塊保證了服務的高可靠性,這都具有很好的應用價值和經(jīng)濟效益。
【關鍵詞】：云計算 虛擬化 虛擬機遷移 KVM 在線遷移
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TP302
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 縮略語對照表10-14
• 第一章 緒論14-18
• 1.1 研究背景14
• 1.2 課題研究的目的和意義14-15
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 論文的組織結構16-18
• 第二章 虛擬化原理研究18-32
• 2.1 虛擬化技術概述18-19
• 2.1.1 虛擬化概念簡述18-19
• 2.1.2 虛擬化技術分類19
• 2.1.3 虛擬化技術與云計算19
• 2.2 服務器虛擬化研究19-29
• 2.2.1 CPU虛擬化基本原理20-22
• 2.2.2 內(nèi)存虛擬化基本原理22-26
• 2.2.3 I/O虛擬化基本原理26-29
• 2.3 其他虛擬化技術簡述29-30
• 2.3.1 存儲虛擬化介紹29-30
• 2.3.2 網(wǎng)絡虛擬化介紹30
• 2.3.3 桌面虛擬化介紹30
• 2.4 本章小結30-32
• 第三章 虛擬機遷移原理研究32-42
• 3.1 虛擬機遷移概述32-35
• 3.1.1 虛擬機遷移背景概述32-33
• 3.1.2 虛擬機遷移基本分類33
• 3.1.3 虛擬機遷移原理概述33-34
• 3.1.4 虛擬機遷移的評價標準34-35
• 3.2 虛擬機遷移的常見算法35-39
• 3.2.1 內(nèi)存預拷貝算法35-37
• 3.2.2 內(nèi)存后拷貝算法37
• 3.2.3 內(nèi)存混合拷貝算法37-38
• 3.2.4 檢查點記錄/回放算法38-39
• 3.3 虛擬機遷移的應用和發(fā)展39-40
• 3.3.1 虛擬機遷移在數(shù)據(jù)中心的應用39-40
• 3.3.2 虛擬機遷移在多數(shù)據(jù)中心的應用40
• 3.4 本章小結40-42
• 第四章 虛擬機遷移模塊的實現(xiàn)42-58
• 4.1 自主虛擬化平臺概述42-46
• 4.1.1 自主虛擬化平臺的背景介紹42-43
• 4.1.2 自主虛擬化平臺的整體架構43-44
• 4.1.3 虛擬機遷移模塊的設計44-46
• 4.2 虛擬機手動遷移模塊實現(xiàn)46-54
• 4.2.1 qemu-kvm和libvirt簡述46-47
• 4.2.2 qemu-kvm中在線遷移的底層實現(xiàn)47-49
• 4.2.3 虛擬機離線遷移模塊的實現(xiàn)49-53
• 4.2.4 虛擬機在線遷移模塊的實現(xiàn)53-54
• 4.3 虛擬機故障自動遷移模塊實現(xiàn)54-57
• 4.3.1 遷移觸發(fā)機制的實現(xiàn)55
• 4.3.2 目標主機選擇機制的實現(xiàn)55-57
• 4.3.3 遷移執(zhí)行機制的實現(xiàn)57
• 4.4 本章小結57-58
• 第五章 遷移實驗與結果分析58-64
• 5.1 遷移實驗環(huán)境搭建58-59
• 5.2 遷移實驗方案設計59-60
• 5.3 遷移實驗結果分析60-63
• 5.4 本章小結63-64
• 第六章 總結與展望64-66
• 6.1 論文總結64-65
• 6.2 對未來工作的展望65-66
• 參考文獻66-70
• 致謝70-72
• 作者簡介72-73

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