【摘要】：虛擬機技術因其具有提高物理資源利用率、易于管理等特性而被廣泛應用于數(shù)據(jù)中心和云計算中。作為虛擬機技術中最為重要的功能之一，虛擬機實時遷移可以在保持虛擬機運行的同時，，將其透明的從一臺物理計算機遷移到另外一臺物理計算機。在單個數(shù)據(jù)中心或局域網(wǎng)中，它已經(jīng)被廣泛應用于系統(tǒng)維護、資源動態(tài)管理和容錯管理等。近年來，廣域網(wǎng)虛擬機實時遷移逐漸引起了人們的廣泛關注，因為它將滿足許多重要應用場景的需要，比如數(shù)據(jù)中心之間的負載均衡、數(shù)據(jù)中心的擴張、災難恢復等。 現(xiàn)階段的虛擬機實時遷移技術通常僅限于局域網(wǎng)。許多成熟的實時遷移方案，如VMware VMotion，Citrix XenMotion等，均基于共享存儲（SAN或NFS）實現(xiàn)虛擬機磁盤鏡像的共享。因而，實時遷移過程中，從源主機傳輸?shù)侥康闹鳈C的主要數(shù)據(jù)是虛擬機的內(nèi)存狀態(tài)。預拷貝是最流行的內(nèi)存遷移方法。使用該方法的虛擬機實時遷移，其數(shù)據(jù)傳輸速率將極大的影響實時遷移的總時間長短和總數(shù)據(jù)量大小，進而影響實時遷移的性能。而實時遷移的數(shù)據(jù)傳輸速率則取決于網(wǎng)絡條件和實時遷移的數(shù)據(jù)傳輸機制。 基于以上分析，本論文首先從通信協(xié)議的角度，分析了以VMwareVMotion和Citrix XenMotion為代表的虛擬機實時遷移的數(shù)據(jù)傳輸機制，指出現(xiàn)階段的實時遷移主要使用一到兩個數(shù)目固定的TCP流傳輸數(shù)據(jù)，并且TCP流在應用層上交互很少。 接著，搭建網(wǎng)絡測試床，測試實時遷移的數(shù)據(jù)傳輸性能。實驗結果表明，即使在鏈路帶寬充分的情況下，隨著時延的上升，實時遷移的數(shù)據(jù)傳輸速率也會急劇下降，實時遷移的性能也會隨之變差。由于時延隨著傳輸距離的增加而變長，為了保證實時遷移的性能，廣域網(wǎng)實時遷移需要克服長時延對其數(shù)據(jù)傳輸速率的影響。 最后，本文設計并實現(xiàn)了一種實時遷移加速系統(tǒng)LMAS。該系統(tǒng)使用一對透明代理服務器加速虛擬機實時遷移的數(shù)據(jù)傳輸，這意味著LMAS跟虛擬機監(jiān)視器完全獨立。LMAS網(wǎng)關隧道分成控制信道和數(shù)據(jù)信道兩部分。其中，數(shù)據(jù)信道使用并行TCP作為數(shù)據(jù)傳輸辦法。測試結果表明，LMAS支持在1Gbps和10Gbps兩種長距離鏈路上，對包括VMware VMotion和Citrix XenMotion在內(nèi)的多種實時遷移加速，而且不需要對虛擬機監(jiān)視器做任何修改。另外，LMAS提供的數(shù)據(jù)加密功能，還能夠保證實時遷移過程中虛擬機的安全性。
[Abstract]:Virtual machine technology is widely used in data center and cloud computing because of its characteristics of improving the utilization of physical resources and easy to manage. As one of the most important functions of virtual machine technology, real-time migration of virtual machine can migrate virtual machine from one physical computer to another while keeping virtual machine running. In a single data center or local area network (LAN), it has been widely used in system maintenance, resource dynamic management and fault-tolerant management. In recent years, real-time migration of WAN virtual machines has attracted more and more attention, because it will meet the needs of many important application scenarios, such as load balancing between data centers, expansion of data centers, disaster recovery and so on. At present, the real-time migration technology of virtual machine is usually limited to local area network (LAN). Many mature real-time migration schemes, such as VMware VMotion,Citrix XenMotion, realize the sharing of virtual machine disk mirror based on shared storage (SAN or NFS). Therefore, in the process of real-time migration, the main data transferred from the source host to the destination host is the memory state of the virtual machine. Pre-copy is the most popular method of memory migration. The data transmission rate of virtual machine real-time migration using this method will greatly affect the total time of real-time migration and the total amount of data, and then affect the performance of real-time migration. The data transmission rate of real-time migration depends on the network conditions and the data transmission mechanism of real-time migration. Based on the above analysis, this paper first analyzes the data transmission mechanism of virtual machine real-time migration represented by VMwareVMotion and Citrix XenMotion from the point of view of communication protocol. It is pointed out that the current real-time migration mainly uses one or two fixed number of TCP streams to transmit data, and TCP streams interact little on the application layer. Then, the network test bed is built to test the data transmission performance of real-time migration. The experimental results show that, even if the link bandwidth is sufficient, the data transmission rate of real-time migration will decrease sharply with the increase of delay, and the performance of real-time migration will also deteriorate with the increase of delay. Because the delay increases with the increase of transmission distance, in order to ensure the performance of real-time migration, real-time migration of wide area network needs to overcome the influence of long delay on its data transmission rate. Finally, a real-time migration acceleration system LMAS. is designed and implemented in this paper. The system uses a pair of transparent proxy servers to accelerate the data transmission of virtual machine real-time migration, which means that LMAS is completely independent of virtual machine monitor. LMAS gateway tunnel is divided into control channel and data channel. Among them, the data channel uses parallel TCP as the data transmission method. The test results show that LMAS supports the acceleration of real-time migration, including VMware VMotion and Citrix XenMotion, on 1Gbps and 10Gbps long-distance links, and does not need to make any changes to the virtual machine monitor. In addition, the data encryption function provided by LMAS can also ensure the security of virtual machine in the process of real-time migration.
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：TP393.2;TP302

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 武仁杰;黃榮盛;;虛擬機和多媒體教學軟件的綜合應用研究[J];河北北方學院學報(自然科學版);2005年06期

2 管雪風;;虛擬化技術——淺議VMWARE虛擬機的應用[J];信息技術教育;2007年12期

3 殷志杰;;基于Virtual Box的虛擬機網(wǎng)絡模式探析[J];科技資訊;2010年34期

4 龍小康;;從虛擬回歸現(xiàn)實[J];電腦愛好者;2007年16期

5 李廣智;;引入虛擬機軟件構建計算機實訓環(huán)境的嘗試[J];安徽教育;2008年09期

6 王建軍;;虛擬機在高校計算機實踐教學中的應用[J];軟件導刊;2008年09期

7 崔道江;;在中職計算機教學中VMware虛擬機的使用[J];成才之路;2009年29期

8 黃國政;;用虛擬機進行微機系統(tǒng)維護實驗的研究[J];中國現(xiàn)代教育裝備;2009年01期

9 張松慧;;虛擬機和模擬器在防火墻實驗中的應用研究[J];現(xiàn)代企業(yè)教育;2010年02期

10 趙學民;吳慶濤;;基于虛擬機的網(wǎng)絡安全課程實驗教學研究與應用[J];價值工程;2010年35期

相關會議論文 前10條

1 韋萬貴;;虛擬機軟件在實際工作中的應用[A];甘肅成人教育協(xié)會2008年年會論文集[C];2008年

2 馮超敏;朱啟偉;郭曉東;;廣域網(wǎng)安全實例[A];第二十次全國計算機安全學術交流會論文集[C];2005年

3 張成軍;黃紅梅;;某計算機廣域網(wǎng)的設計方法[A];第十屆全國核電子學與核探測技術學術年會論文集[C];2000年

4 沈曉軍;;邊緣/匯聚路由器在廣域網(wǎng)互連中的幾種典型應用[A];2002年廣西氣象電子專業(yè)技術交流會論文集[C];2002年

5 許偉成;姚亞明;余立軍;林志軍;;廣域網(wǎng)下異構遠程數(shù)據(jù)庫的包裝入網(wǎng)技術[A];中國土木工程學會計算機應用分會第七屆年會論文集[C];1999年

6 許偉成;姚亞明;余立軍;林志軍;;廣域網(wǎng)下異構遠程數(shù)據(jù)庫的包裝入網(wǎng)技術[A];中國土木工程學會計算機應用分會第七屆年會土木工程計算機應用文集[C];1999年

7 黨永娟;;青海省氣象信息廣域網(wǎng)的設計和規(guī)劃[A];中國氣象學會2006年年會“提高大氣監(jiān)測自動化水平、為業(yè)務技術體制改革作貢獻”分會場論文集[C];2006年

8 李櫻;王永濱;王珂;劉靜;;廣域網(wǎng)環(huán)境下分布式動漫渲染研究[A];2009年全國開放式分布與并行計算機學術會議論文集(上冊)[C];2009年

9 賀毅;陳婉芬;高永峰;李凡;;用VPN技術實現(xiàn)我局陸地計算機網(wǎng)絡聯(lián)網(wǎng)[A];救撈專業(yè)委員會2005年學術交流會論文集[C];2005年

10 邵學強;;基于水利廣域網(wǎng)的實時水雨情數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計與初步實現(xiàn)[A];第二屆全國水力學與水利信息學學術大會論文集[C];2005年

相關重要報紙文章 前10條

1 區(qū)陽;微軟推出首款虛擬機軟件[N];中國計算機報;2003年

2 黃樹;實戰(zhàn)虛擬機軟件[N];中國電腦教育報;2004年

3 ;打擊路過式下載的新武器[N];網(wǎng)絡世界;2009年

4 石濂;實現(xiàn)廣域網(wǎng)改造[N];金融時報;2001年

5 胡英;Riverbed將廣域網(wǎng)速度提高200倍[N];計算機世界;2006年

6 譚嘯;讓廣域網(wǎng)像局域網(wǎng)一樣[N];計算機世界;2007年

7 伊佳;提速廣域網(wǎng)[N];通信產(chǎn)業(yè)報;2006年

8 張琳;解開廣域網(wǎng)上的應用與安全謎題[N];網(wǎng)絡世界;2007年

9 ;OptiView T1/E1監(jiān)控廣域網(wǎng)[N];網(wǎng)絡世界;2004年

10 張戈;廣域網(wǎng)加速進入個人時代[N];電腦商報;2007年

相關博士學位論文 前10條

1 鄧澤;面向廣域網(wǎng)的存儲資源管理關鍵技術研究[D];華中科技大學;2010年

2 陸麗萍;中低壓電力線通訊網(wǎng)絡的性能及服務質(zhì)量研究[D];武漢理工大學;2006年

3 曹徐平;WSON網(wǎng)絡約束路由計算關鍵技術研究[D];北京郵電大學;2010年

4 宋少群;基于廣域網(wǎng)和多Agent的電網(wǎng)自適應協(xié)調(diào)保護的研究[D];華北電力大學（河北）;2007年

5 王冬青;基于數(shù)據(jù)網(wǎng)的新型廣域后備保護系統(tǒng)[D];華中科技大學;2006年

6 王若林;橋梁實時在線檢測與健康監(jiān)測若干問題研究[D];武漢大學;2005年

7 張敏;基于體態(tài)識別的動物行為自動分析研究與應用[D];浙江大學;2005年

8 常桂娟;基于微粒群算法的車間調(diào)度問題研究[D];青島大學;2008年

9 侯偉;DNAzyme/LNAzyme切割RNA反應動力學實時分析體系的建立及在細胞內(nèi)阻斷丙型肝炎病毒基因表達的實驗研究[D];浙江大學;2006年

10 易會戰(zhàn);低功耗技術研究—體系結構和編譯優(yōu)化[D];國防科學技術大學;2006年

相關碩士學位論文 前10條

1 馮修杰;廣域網(wǎng)中虛擬機實時遷移加速系統(tǒng)的研究和設計[D];上海交通大學;2012年

2 李建彬;基于虛擬機的分布式容災備份技術研究[D];國防科學技術大學;2010年

3 劉可超;基于Xen的虛擬存儲系統(tǒng)的研究和改進[D];上海交通大學;2010年

4 俞培杰;基于Xen的非對稱實時調(diào)度算法研究[D];上海交通大學;2011年

5 江裕城;虛擬環(huán)境中遷移策略研究[D];杭州電子科技大學;2009年

6 溫少君;一種云平臺中優(yōu)化的哰擬機部署機制[D];太原理工大學;2012年

7 宋錚;虛擬計算取證技術研究[D];上海交通大學;2011年

8 惠新忠;Xen虛擬I/O優(yōu)化策略[D];大連理工大學;2010年

9 楊朕;基于虛擬機的軟件多樣性研究與應用[D];西北大學;2011年

10 梁恩光;基于SmartVMM的I/O架構的設計與實現(xiàn)[D];浙江大學;2011年

本文編號：2474534