【摘要】：云計(jì)算作為一種新興的計(jì)算資源利用方式實(shí)現(xiàn)了云供應(yīng)商與需求用戶的共贏,近幾年來已受到廣泛的關(guān)注。云計(jì)算中心中資源的復(fù)雜性和用戶需求的多變性使得服務(wù)器節(jié)點(diǎn)常常出現(xiàn)負(fù)載過重或過輕的情況,嚴(yán)重影響云計(jì)算系統(tǒng)的執(zhí)行效率和用戶體驗(yàn),因此,如何處理負(fù)載失衡成為亟待解決的問題。虛擬機(jī)遷移技術(shù)可以通過虛擬機(jī)重映射進(jìn)行資源的重分配,達(dá)到均衡負(fù)載的目的,因而成為國內(nèi)外的研究熱點(diǎn)。本文在對已有的虛擬機(jī)遷移技術(shù)進(jìn)行總結(jié)和分析的基礎(chǔ)上,考慮到虛擬機(jī)中應(yīng)用服務(wù)間的關(guān)聯(lián)性,提出了一種基于服務(wù)相關(guān)性的虛擬機(jī)遷移技術(shù)。該技術(shù)在虛擬機(jī)放置的過程中,通過定義服務(wù)相關(guān)性因子來構(gòu)建虛擬機(jī)遷移組并確定目標(biāo)服務(wù)器,有效減少服務(wù)器間的通信開銷;同時(shí)在虛擬機(jī)遷移的過程中,根據(jù)設(shè)置服務(wù)優(yōu)先級(jí)來實(shí)現(xiàn)基于Post-Copy方法的虛擬機(jī)內(nèi)存遷移,有效減少缺頁中斷的發(fā)生,提高虛擬機(jī)遷移效率。本文的主要工作如下:(1)提出了一種基于服務(wù)相關(guān)性的虛擬機(jī)放置方法。該方法主要解決以下兩個(gè)問題:虛擬機(jī)的選擇問題和目標(biāo)服務(wù)器的選擇問題。首先根據(jù)問題進(jìn)行分析,將虛擬機(jī)放置問題抽象成NP完全問題;接著,通過基于服務(wù)的通信關(guān)系定義服務(wù)相關(guān)性因子,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了基于服務(wù)相關(guān)性的虛擬機(jī)選擇策略,將多個(gè)通信較為緊密的虛擬機(jī)作為一個(gè)遷移單元組成虛擬機(jī)遷移組;然后利用服務(wù)相關(guān)性和貪心思想優(yōu)化開銷模型VMMigAware,確定問題的優(yōu)化目標(biāo),最終找到滿足條件的最小通信開銷目標(biāo)服務(wù)器;最后,通過CloudSim仿真平臺(tái)驗(yàn)證本文策略在均衡系統(tǒng)負(fù)載和減少通信開銷上的有效性,通過與輪詢算法(RR),最小連接算法(LC),蟻群算法(AG)和AppAware算法相比,驗(yàn)證該機(jī)制能在均衡系統(tǒng)負(fù)載的同時(shí)減少服務(wù)器間的通信開銷。(2)提出了一種基于服務(wù)優(yōu)先級(jí)的Post-Copy內(nèi)存遷移方法。首先分析了本文內(nèi)存遷移的問題并總結(jié)出內(nèi)存遷移的主要目標(biāo)是減少遷出時(shí)間和缺頁率。為了減少內(nèi)存遷出時(shí)間,加快負(fù)載均衡過程,本文將內(nèi)存遷移方法的總體流程分為四個(gè)階段:遷移最小工作集、內(nèi)存頁遷出、內(nèi)存頁遷入和按需索取內(nèi)存頁。在內(nèi)存遷入遷出階段,提出了一種基于服務(wù)優(yōu)先級(jí)的內(nèi)存頁推送算法,該算法基于服務(wù)優(yōu)先級(jí)設(shè)置內(nèi)存頁推送順序并根據(jù)缺頁情況實(shí)時(shí)更新優(yōu)先級(jí)以減少缺頁中斷的發(fā)生。通過與傳統(tǒng)內(nèi)存遷移方法的對比,本文提出的內(nèi)存遷移方法能在性能影響較小的情況下加快虛擬機(jī)遷出速度并減少缺頁中斷的發(fā)生。(3)設(shè)計(jì)了一種高效的自主式虛擬機(jī)遷移框架,該框架分為三個(gè)模塊:自適應(yīng)資源監(jiān)控模塊、遷移調(diào)度模塊和遷移執(zhí)行模塊,三個(gè)模塊之間相互協(xié)調(diào)共同促進(jìn)虛擬機(jī)的高效遷移。然后實(shí)現(xiàn)了基于服務(wù)相關(guān)性的虛擬機(jī)遷移技術(shù)的云計(jì)算原型系統(tǒng)。最后從能否在負(fù)載過重的情況下進(jìn)行自主式虛擬機(jī)遷移,能否均衡系統(tǒng)負(fù)載,能否加快虛擬機(jī)遷出速度及能否減少服務(wù)器間通信開銷等方面對本文虛擬機(jī)遷移技術(shù)進(jìn)行測試,并與默認(rèn)方法對比。最終結(jié)果表明,本文提出的基于服務(wù)相關(guān)性的虛擬機(jī)遷移技術(shù),能夠自主、快速、高效地解決系統(tǒng)負(fù)載失衡問題,減少服務(wù)器間的通信開銷。
【圖文】：

云服務(wù)提供商IaaS SaaS圖 2.3 云服務(wù)、應(yīng)用服務(wù)與用戶之間的關(guān)系在向服務(wù)提供者請求服務(wù)時(shí)，由于各應(yīng)用服務(wù)可能處上，，因此它們之間相互通信時(shí)可能會(huì)增加服務(wù)器間計(jì)算中處理用戶請求時(shí)各應(yīng)用服務(wù)產(chǎn)生的關(guān)系，如服務(wù)11服務(wù)12服務(wù)21服務(wù)22服務(wù)31服務(wù)32服務(wù)41服務(wù)42服務(wù)51服務(wù)52服務(wù)61服務(wù)62求請務(wù)服VM1 VM2 VM3 VM4 VM5 VM6

擬機(jī)放置相關(guān)算法擬機(jī)放置即虛擬機(jī)分配調(diào)度問題，需要選擇合適的虛擬器上，因此需要用到調(diào)度算法。輪詢調(diào)度算法虛擬機(jī)放置中，輪詢調(diào)度（RoundRobinScheduling）算式依次分配給不同的服務(wù)器。若可接受虛擬機(jī)的服務(wù)器調(diào)度到第(i + 1) mod n 臺(tái)服務(wù)器上，其中 i 為上一次接詢調(diào)度算法簡潔方便，不需要考慮各服務(wù)器的具體情分配給各服務(wù)器。輪詢調(diào)度算法如圖 2.5 所示：1 234VM1 VM2 VM3... VMn
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP302

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本文編號(hào)：2589490