基于Xen的虛擬機(jī)資源動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法研究及應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，虛擬化技術(shù)以其能夠很好的屏蔽底層硬件資源的異構(gòu)性，具有提高資源使用效率，增強(qiáng)系統(tǒng)彈性和可擴(kuò)展性，減少硬件投資及管理維護(hù)成本等諸多優(yōu)勢(shì)而被廣泛的應(yīng)用于資源服務(wù)整合、系統(tǒng)安全、分布式計(jì)算以及新興的云計(jì)算等領(lǐng)域。然而，各個(gè)虛擬機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)資源利用率過(guò)高或過(guò)低的情況，虛擬化平臺(tái)中各個(gè)物理節(jié)點(diǎn)也會(huì)出現(xiàn)負(fù)載不均衡的現(xiàn)象。在深入分析Xen體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，對(duì)虛擬機(jī)的CPU和內(nèi)存資源重新分配以及基于虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)的物理節(jié)點(diǎn)負(fù)載均衡

2、進(jìn)行了深入研究，具體做了如下工作。
　　首先，對(duì)Xen虛擬化技術(shù)進(jìn)行了深入地研究，針對(duì)Xen中資源靜態(tài)分配而造成的資源利用效率低、分配不合理等問(wèn)題，提出了一種細(xì)粒度的資源調(diào)整算法。該算法通過(guò)對(duì)單個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上各個(gè)虛擬機(jī)資源使用情況的實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)分析，從資源利用率低的虛擬機(jī)中回收資源，并為利用率較高的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)增加資源分配量，該算法能夠有效解決資源利用效率低、資源分配不合理的問(wèn)題，同時(shí)也避免了不必要的虛擬機(jī)遷移。
　　其次，針對(duì)Xe

3、n虛擬化平臺(tái)中各個(gè)物理節(jié)點(diǎn)上存在負(fù)載不均衡的問(wèn)題，提出了以虛擬機(jī)為粒度的粗粒度遷移調(diào)度算法，該算法主要包括待遷移虛擬機(jī)選擇、遷移目標(biāo)映射和遷移執(zhí)行三個(gè)部分。待遷移虛擬機(jī)選擇主要從遷移代價(jià)和遷移后對(duì)物理機(jī)負(fù)載的影響兩方面來(lái)選擇最適合的遷移對(duì)象;在標(biāo)準(zhǔn)粒子群算法的基礎(chǔ)上，重新設(shè)計(jì)了能夠滿足多種資源均衡的多目標(biāo)適應(yīng)度函數(shù)，并改進(jìn)了粒子之間的距離計(jì)算公式，改進(jìn)后的粒子群算法能夠有效的尋找待遷移虛擬機(jī)與遷移目標(biāo)宿主機(jī)之間的映射關(guān)系;遷移執(zhí)行則是利

4、用遷移沖突檢測(cè)來(lái)尋找最優(yōu)的、可并行的遷移執(zhí)行順序，以減少總遷移時(shí)間。
　　第三，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)云環(huán)境下的虛擬機(jī)資源動(dòng)態(tài)優(yōu)化框架，提出了熱點(diǎn)檢測(cè)策略，并結(jié)合了上述兩種資源動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法進(jìn)行熱點(diǎn)消除，提高了虛擬化平臺(tái)的資源利用效率和用戶服務(wù)質(zhì)量，降低了管理和維護(hù)成本。以及解決了粗細(xì)兩種粒度優(yōu)化算法可能存在的沖突問(wèn)題。
　　最后，通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)對(duì)所提出的資源動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法進(jìn)行了驗(yàn)證。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明資源動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法能夠有效解決資源分配不合理