云計(jì)算中虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)的研究.pdf

1、云計(jì)算被認(rèn)為是繼PC、互聯(lián)網(wǎng)之后可能再一次改寫(xiě)IT面貌的“第三次IT革命”，是少見(jiàn)的能夠同時(shí)引起互聯(lián)網(wǎng)、IT和電信行業(yè)共同關(guān)注的新領(lǐng)域。這就在于云計(jì)算是一個(gè)融合了互聯(lián)網(wǎng)商業(yè)模式的、革命性的IT技術(shù)和電信服務(wù)運(yùn)營(yíng)的新生事物。近年來(lái)，云計(jì)算的價(jià)值進(jìn)一步為業(yè)界所認(rèn)可，在走過(guò)最初技術(shù)引入期的喧囂之后，開(kāi)始進(jìn)入爆發(fā)式增長(zhǎng)的階段。云計(jì)算的解決方案和具體產(chǎn)品層出不窮，應(yīng)用范圍逐步拓展，并出現(xiàn)了很多成功的商業(yè)應(yīng)用案例。Google、Amazon、IBM

2、、微軟等歐美大公司，已經(jīng)走在前面，紛紛轉(zhuǎn)型，研發(fā)和運(yùn)營(yíng)不同的云計(jì)算產(chǎn)品和服務(wù)。
　　 云計(jì)算不僅僅是技術(shù)革新驅(qū)動(dòng)商業(yè)模式變革的產(chǎn)物，也是用戶需求驅(qū)動(dòng)IT運(yùn)營(yíng)變革的結(jié)果。從運(yùn)營(yíng)商的角度來(lái)看，云計(jì)算中原來(lái)承擔(dān)很多任務(wù)的用戶端設(shè)備將逐漸得到解放，變得更加簡(jiǎn)單和便捷。通過(guò)統(tǒng)一部署支持IT、通信和信息服務(wù)的云平臺(tái)及云客戶端設(shè)備和系統(tǒng)，各類用戶使用傳統(tǒng)通信和IT服務(wù)及協(xié)同工作、學(xué)習(xí)、娛樂(lè)的門(mén)檻會(huì)顯著降低;而對(duì)于用戶而言，其使用資源和享受服務(wù)

3、的成本將越來(lái)越低，且方便性大大增強(qiáng)。用戶通過(guò)運(yùn)營(yíng)商提供的寬帶接入服務(wù)，可以隨時(shí)隨地低成本地接入運(yùn)營(yíng)商提供的云平臺(tái)，享受各種云服務(wù)，如大規(guī)模計(jì)算、信息處理、應(yīng)用開(kāi)發(fā)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和備份以及各細(xì)分市場(chǎng)的應(yīng)用提供和服務(wù)支付等。
　　 在網(wǎng)絡(luò)和IT基礎(chǔ)設(shè)施的分布式環(huán)境下，虛擬化技術(shù)作為云計(jì)算的基礎(chǔ)支撐性技術(shù)為云計(jì)算的成功運(yùn)營(yíng)提供了技術(shù)保障。虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示，可以對(duì)規(guī)?；挠脩舴?wù)需求進(jìn)行精心的匹配，在硬件設(shè)施和網(wǎng)絡(luò)資

4、源的合理分配、軟件應(yīng)用的統(tǒng)一部署、海量數(shù)據(jù)的集中處理及存儲(chǔ)管理、數(shù)據(jù)容錯(cuò)等方面都有著巨大的優(yōu)勢(shì)，大大提升了資源利用率和數(shù)據(jù)處理效率，降低了管理難度和失誤率，從而有效地控制了成本。目前，Xen和VMware是虛擬化服務(wù)的主流供應(yīng)商，并分別提供Xen Livemigration和VMware Vmotion虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移工具，以實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的部署和遷移。
　　 虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移是將一臺(tái)服務(wù)器上的虛擬機(jī)實(shí)時(shí)地遷移至另一臺(tái)服務(wù)器上。遷移過(guò)

5、程中，除了時(shí)間極短的暫停階段，虛擬機(jī)全程不中斷地為用戶提供服務(wù)。因此，虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移成為了云計(jì)算中解決負(fù)載均衡、服務(wù)器維護(hù)及工作環(huán)境遷移等問(wèn)題的有效方法。但是在現(xiàn)階段，虛擬機(jī)的遷移調(diào)度是手動(dòng)或半自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)的，調(diào)度效率不高，影響虛擬機(jī)的遷移性能。此外，虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移只進(jìn)行CPU、內(nèi)存、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及I/O等狀態(tài)的遷移，在主機(jī)間通過(guò)SAN(storage area network)、NAS(net-work-attachedstorage)

6、等方式共享存儲(chǔ)設(shè)備而不進(jìn)行磁盤(pán)數(shù)據(jù)的遷移。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和應(yīng)用需求的發(fā)展，需要在無(wú)法實(shí)現(xiàn)共享存儲(chǔ)或廣域網(wǎng)環(huán)境下實(shí)現(xiàn)包括磁盤(pán)數(shù)據(jù)的虛擬機(jī)全系統(tǒng)實(shí)時(shí)遷移。
　　 針對(duì)云計(jì)算的特點(diǎn)和應(yīng)用需求，本文在現(xiàn)有虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移框架的基礎(chǔ)上，對(duì)虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移的調(diào)度策略及數(shù)據(jù)遷移算法進(jìn)行了優(yōu)化，并在Xen虛擬化架構(gòu)下實(shí)現(xiàn)了包括磁盤(pán)數(shù)據(jù)在內(nèi)的虛擬機(jī)全系統(tǒng)遷移。該方案的優(yōu)點(diǎn)主要在于:一、可以監(jiān)控云計(jì)算資源的實(shí)時(shí)使用情況，并自動(dòng)觸發(fā)遷移，完成高效的負(fù)載均衡