【摘要】：云計算作為一種新興的計算資源利用方式實現(xiàn)了云供應商與需求用戶的共贏,近幾年來已受到廣泛的關注。云計算中心中資源的復雜性和用戶需求的多變性使得服務器節(jié)點常常出現(xiàn)負載過重或過輕的情況,嚴重影響云計算系統(tǒng)的執(zhí)行效率和用戶體驗,因此,如何處理負載失衡成為亟待解決的問題。虛擬機遷移技術可以通過虛擬機重映射進行資源的重分配,達到均衡負載的目的,因而成為國內外的研究熱點。本文在對已有的虛擬機遷移技術進行總結和分析的基礎上,考慮到虛擬機中應用服務間的關聯(lián)性,提出了一種基于服務相關性的虛擬機遷移技術。該技術在虛擬機放置的過程中,通過定義服務相關性因子來構建虛擬機遷移組并確定目標服務器,有效減少服務器間的通信開銷;同時在虛擬機遷移的過程中,根據(jù)設置服務優(yōu)先級來實現(xiàn)基于Post-Copy方法的虛擬機內存遷移,有效減少缺頁中斷的發(fā)生,提高虛擬機遷移效率。本文的主要工作如下:(1)提出了一種基于服務相關性的虛擬機放置方法。該方法主要解決以下兩個問題:虛擬機的選擇問題和目標服務器的選擇問題。首先根據(jù)問題進行分析,將虛擬機放置問題抽象成NP完全問題;接著,通過基于服務的通信關系定義服務相關性因子,在此基礎上設計了基于服務相關性的虛擬機選擇策略,將多個通信較為緊密的虛擬機作為一個遷移單元組成虛擬機遷移組;然后利用服務相關性和貪心思想優(yōu)化開銷模型VMMigAware,確定問題的優(yōu)化目標,最終找到滿足條件的最小通信開銷目標服務器;最后,通過CloudSim仿真平臺驗證本文策略在均衡系統(tǒng)負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,驗證該機制能在均衡系統(tǒng)負載的同時減少服務器間的通信開銷。(2)提出了一種基于服務優(yōu)先級的Post-Copy內存遷移方法。首先分析了本文內存遷移的問題并總結出內存遷移的主要目標是減少遷出時間和缺頁率。為了減少內存遷出時間,加快負載均衡過程,本文將內存遷移方法的總體流程分為四個階段:遷移最小工作集、內存頁遷出、內存頁遷入和按需索取內存頁。在內存遷入遷出階段,提出了一種基于服務優(yōu)先級的內存頁推送算法,該算法基于服務優(yōu)先級設置內存頁推送順序并根據(jù)缺頁情況實時更新優(yōu)先級以減少缺頁中斷的發(fā)生。通過與傳統(tǒng)內存遷移方法的對比,本文提出的內存遷移方法能在性能影響較小的情況下加快虛擬機遷出速度并減少缺頁中斷的發(fā)生。(3)設計了一種高效的自主式虛擬機遷移框架,該框架分為三個模塊:自適應資源監(jiān)控模塊、遷移調度模塊和遷移執(zhí)行模塊,三個模塊之間相互協(xié)調共同促進虛擬機的高效遷移。然后實現(xiàn)了基于服務相關性的虛擬機遷移技術的云計算原型系統(tǒng)。最后從能否在負載過重的情況下進行自主式虛擬機遷移,能否均衡系統(tǒng)負載,能否加快虛擬機遷出速度及能否減少服務器間通信開銷等方面對本文虛擬機遷移技術進行測試,并與默認方法對比。最終結果表明,本文提出的基于服務相關性的虛擬機遷移技術,能夠自主、快速、高效地解決系統(tǒng)負載失衡問題,減少服務器間的通信開銷。
【圖文】：

云服務提供商IaaS SaaS圖 2.3 云服務、應用服務與用戶之間的關系在向服務提供者請求服務時，由于各應用服務可能處上，，因此它們之間相互通信時可能會增加服務器間計算中處理用戶請求時各應用服務產生的關系，如服務11服務12服務21服務22服務31服務32服務41服務42服務51服務52服務61服務62求請務服VM1 VM2 VM3 VM4 VM5 VM6

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

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本文編號：2589490