云环境下面向负载均衡的分布式虚拟机迁移研究

针对云计算环境下主机资源的负载均衡问题,提出一种分布式的虚拟机迁移方案。首先,该方案建立主机状态域模型,将主机分为不同的负载状态;然后借鉴蚁群算法中信息素的思想进行主机搜索,设计信息素的更新规则,得到待迁移的虚拟机列表和目的主机列表;最后将虚拟机列表和目的主机列表进行匹配,得到虚拟机迁移结果,进行迁移。在Cloudsim环境下进行实验仿真,实验结果证明,使用该方案可获得较好的负载均衡等级。     

基于虚拟机动态迁移的负载均衡策略

针对数据中心由于异构节点资源利用率不均衡导致的负载均衡问题,本文提出了一种基于动态阈值的迁移时机判决算法与基于负载类型感知的选择算法相结合的虚拟机动态迁移选择策略.该策略先通过监控全局负载度与高低负载节点占比动态调整状态阈值,并结合负载评估值判断迁移时机;再分析虚拟机负载类型,依据虚拟机与节点资源的依赖度、虚拟机当前内存带宽比和虚拟机贡献度选择待迁移虚拟机,并根据虚拟机与目的节点的资源匹配度与迁移代价选择目的节点,实现对高负载与低负载节点的虚拟机动态调整,从而优化节点资源配置问题.实验结果表明,该策略可以有效减少虚拟机迁移次数并保证数据中心服务质量,最终改善数据中心的负载均衡能力.     

云环境下虚拟机集群系统动态负载均衡机制

针对传统的物理集群系统无法灵活应对大型互联网应用的问题,提出一种云环境下虚拟机集群的综合负载均衡机制。该方法首先定期地采集集群中虚拟机节点的CPU、内存、连接数、响应时间,以及所在物理主机的负载状况等指标信息,然后加权计算节点的综合负载并得出其权值,最后通过调度器进行任务请求的合理分配,从而解决了传统集群系统负载不均且不能适应多变的网络环境等诸多问题。实验结果表明,与加权轮询法(WRR)和加权最少连接法(WLC)调度方案相比,该机制能够在并发量较大时维持较低的响应时间,并能够根据集群中综合负载的状态实时地增加或减少虚拟机数量,通常在5s之内达到整体集群的负载均衡。     

面向负载均衡的自主式虚拟机动态迁移框架

借鉴蚁群算法的思想,提出了一种面向负载均衡的自主式虚拟机动态迁移框架,该框架不需要中央管理模块,能够实现服务器的自主迁移,避免了单点失效。利用智能蚂蚁的搜索,实现了自主式框架的迁移机制,而且使用模糊逻辑推理,根据系统的负载状况自动地调整智能蚂蚁的搜索半径来提高搜索性能。最后扩展了云计算平台CloudSim,实现了提出的虚拟机自主式迁移框架。在扩展后的CloudSim平台上进行的仿真实验验证了该框架的可行性。确定了合适的框架参数,并且通过仿真实验与比较分析,验证了所提出的自主式虚拟机迁移框架具有良好的负载均衡效果。     

云环境下面向能耗降低的资源负载均衡方法

为降低大规模云数据中心的能量消耗,并在一定程度上实现资源负载均衡,提出一种基于虚拟机迁移的方法LBES。该方法综合考虑多种资源负载情况以及群聚冲突等问题,对虚拟机迁移过程的3个关键步骤进行分析,给出相应的策略,并在云模拟器中得到实现。实验结果表明,在物理节点负载分布严重不平衡的情况下,该方法比其他算法的性能更优。     

一种异构云环境下的负载均衡算法

针对动态负载均衡算法在异构云环境中的任务迁移次数过多的问题,提出了一种最小化任务迁移次数的动态负载均衡(MMLB)算法。MMLB算法通过自适应阈值对虚拟机进行分组、任务选择算法最小化任务迁移的次数、任务调度算法优化任务分配实现了任务的再分配。将MMLB与WRR、HBBLB、LBF算法进行实验对比分析,MMLB算法在Makespan、平均任务响应时间、负载不均衡度等评价指标上表现更优,并且有效降低了任务迁移的次数。实验结果验证了MMLB算法的可行性和有效性。     

面向云服务平台的弹性负载均衡算法

云计算主要通过虚拟化技术并以虚拟机的形式为用户的各种应用提供资源管理和隔离,但虚拟机的超负荷运行会降低这些应用的性能,因此需要通过虚拟机迁移来进行负载均衡以防止服务器过载。然而,以往的负载均衡方案都是基于确定性的资源需求估计和工作负载特征来进行迁移决策,而没有考虑资源需求的突发性。本文通过对虚拟机资源需求跟踪观测,充分考虑其工作负载的动态性和突发性,提出一种弹性负载均衡的算法。该算法有效地解决了资源需求估计不准确和随机性特征资源需求预测的问题,为具有弹性需求特征的负载均衡问题提供了新的解决方案。最后将本文算法与相关算法对比,表明本文算法取得了较好的效果。     

基于GM(1,1)预测和虚拟机迁移的云计算负载均衡策略设计

针对云计算中心虚拟机集群负载的不均衡问题,设计了一种基于GM(1,1)预测和虚拟机迁移的负载均衡策略;首先,描述了云计算中心的负载均衡原理,介绍了经典ELB算法并总结了其缺点,然后,设计了基于GM(1,1)的虚拟机负载预测算法,能根据虚拟机的历史负载信息来预测下一时刻的负载信息,能有效克服ELB算法中仅依赖当前时刻负载而进行虚拟机的删除和增加,同时通过设定不同的阈值来实现虚拟机的增加、删除和迁移,最后,定义了基于预测机制和虚拟机迁移的负载均衡算法,能在创建虚拟机时根据用户的请求定制AMIs模板,从而提交用户请求的响应速度;在CloudSim环境下进行实验,实验结果表明文中方法能有效地实现云计算中心虚拟机集群的负载均衡,与其它方法相比,具有负载均衡高和负载均衡效率高的优点,是一种有效的云计算环境的负载均衡策略。     

云计算和多维QoS环境中基于蚁群优化算法在虚拟机资源负载均衡问题中的研究

针对云计算环境中虚拟机资源负载均衡问题,并为实现云计算下虚拟机资源负载均衡高效调度以满足用户的QoS需求,提出了一种基于多维QoS实现负载均衡的虚拟机资源调度方法。首先,在云计算环境下建立多维QoS网络环境的数学模型;然后,提出一种基于蚁群算法的优化算法,用于实现云计算环境中虚拟机资源高效调度;最后,在云仿真平台CloudSim上进行仿真实验。实验结果表明,相对于其他资源调度算法,所提算法能高效解决云计算下虚拟机资源调度问题,减少虚拟机资源负载均衡离差,具有更好的性能,能完全满足云计算下和多维QoS环境下虚拟机资源负载均衡的需求。     

云计算环境下基于蜜蜂觅食行为的任务负载均衡算法

针对云计算环境下的任务调度程序通常需要较多响应时间和通信成本的问题,提出了一种基于蜜蜂行为的负载均衡(HBB-LB)算法。首先,利用虚拟机(VM)进行负载平衡来最大化吞吐量;然后,对机器上任务的优先级进行平衡;最后,将平衡重点放在减少VM等待序列中任务的等待时间上,从而提高处理过程的整体吞吐量和优先级。利用CloudSim工具模拟云计算环境进行仿真实验,结果表明,相比粒子群优化(PSO)、蚁群算法(ACO)、动态负载均衡(DLB)、先入先出(FIFO)和加权轮询(WRR)算法, HBB-LB算法的平均响应时间分别节省了5%、13%、17%、67%、37%,最大完成时间分别节省了20%、23%、18%、55%、46%,可以更好地平衡非抢占式独立任务,适用于异构云计算系统。     

适应广域网的虚拟机在线迁移模型

针对广域网(WAN)环境下虚拟机(VM)迁移存在的诸多问题提出一种迁移模型。该模型持续检测节点间链路状态,优化磁盘、内存和CPU状态及网络的迁移时序,并采用磁盘周期同步、单向网络隧道及虚拟机本地化等方法。实验表明：模型减少了虚拟机跨WAN迁移的数据量,缩短了网络重定向路径,在模拟实验中迁移的总时间及暂停时间接近于共享存储方式。     

私有云平台的虚拟机内存调度策略

在私有云平台中,现有的方法无法灵活地对虚拟机内存资源进行有效的监控和分配。针对以上问题,提出了内存实时监测和动态调度(MMS)模型,利用libvirt函数库和Xen提供的libxc函数库实现了对虚拟机内存紧缺、内存空闲时的实时监测和动态调度,并且提出虚拟机迁移策略,有效地缓解宿主机的内存紧缺问题。最后选取一台物理机作为主控节点,两台物理机作为子节点,利用Eucalyptus搭建一个小型的私有云平台。结果显示,当宿主机处于内存紧缺状态时,MMS系统通过启动虚拟机迁移策略有效地释放了内存空间;当虚拟机占用内存逼近初始最大内存时,MMS为其分配新的最大内存;当占用内容降低时,MMS系统对部分空闲的内存资源进行了回收,而且释放内存不超过150MB(最大内存512MB)时,其对虚拟机性能的影响不大。结果表明该模型对私有云平台中虚拟机内存进行实时监测和动态调度是有效的。     

Windows95虚拟机（VM）机制分析

本文从各个角度对Windows95的虚拟机机制进行了详尽的分析     

基于监控器时间开销的虚拟机发现方法

针对传统方法只能发现单一类型虚拟机的缺陷,提出基于虚拟机监控器时间开销的虚拟机发现方法。特定指令能使监控器运行时产生显著的额外开销,该方法能利用监控器执行不同指令序列产生的相对时间开销对虚拟机进行判别。实验结果表明,该方法能够准确发现目前3类主流虚拟机。     

虚拟机跨域迁移中的网络重定向模型

提出一个网络重定向模型,实现局域网或广域网环境下的虚拟机跨域迁移。利用地址解析协议同步策略,在源节点和迁移后的虚拟机之间快速建立单向IP隧道,将数据重定向至虚拟机。采用IP双栈方式,使虚拟机在保持原有会话的同时,通过新增IP响应所有新的连接请求。实验结果表明,该模型能减少部署时间,优化数据转发路径,降低响应延迟,实现跨域迁移。     

基于预拷贝的虚拟机动态内存迁移机制改进

针对内存预拷贝过程中迁移时间较长和内存页反复重传的特点,改进传统的内存动态迁移机制,引入马尔科夫预测模型,提出基于脏页概率预测的工作集测定算法.利用脏页的历史操作访问情况预测其下一轮迭代被修改的概率,只传输预测概率较低的页.实验结果表明,该算法缩短了迁移总时间和停机时间,能有效支持虚拟机动态迁移.     

基于LVS的负载均衡架构的应用研究

本文对目前任务负载均衡的几种方案,进行比较,然后对NAT结构进行具体架构,对该方案利用Linux系统,并结合MPI的特点,较完备的结合其他技术,对有关技术的进行系统化方案部署,并对该方案进行总结,并提出的改进想法。     

云计算环境下软硬件节能和负载均衡策略

针对云计算服务环境下软硬件节能和负载均衡优化问题,提出一种自适应的云计算环境下虚拟机(VM)动态迁移软节能策略。该策略采用常用的硬件能耗感知技术——动态电压频率调节(DVFS)来实现分段优化的系统部件静态节能,又通过VM在线迁移技术实现云平台的动态自适应软件节能。在CloudSim云仿真平台下对比实现DVFS静态节能和自适应负载均衡的软节能策略,经PlanetLab云平台监测数据验证,结果表明：软硬结合的自适应能耗感知策略能够高效节能96%; DVFS+MAD_MMT节能策略(采用平均绝对偏差算法判定主机是否超载,基于最短迁移时间(MMT)原则选择VM移出)