基于虚拟机迁移的资源调度机制研究

虚拟化技术不仅有效提高服务器资源的利用率,而且实现资源重组管理,从而能有效满足不同用户的多样性需求.而云计算技术能否得到广泛应用则取决于虚拟化资源的调度能否及时、可靠地保障用户服务质量.因此实现高效、灵活的动态虚拟机迁移对云计算具有十分重要的意义.针对云数椐中心环境,提出一种基于虚拟机迁移的资源调度模型,该模型不仅有效提高云服务资源的管理及利用,从而提高用户满意度.     

一种云计算环境下的虚拟机动态迁移策略

提出一种云计算环境下的虚拟机动态迁移策略DMS-VM(Dynamic Migration Strategy for Virtual Machine) 。首先,假设了一种云计算环境下虚拟机迁移场景,在该场景下多种应用服务请求处于动态变化之中,并且提供的应用服务与虚拟机是一对一绑定的;其次,提出了该场景下的基于多约束的多目标规划模型,并设计遗传算法作为虚拟机的主要迁移策略;最后利用某个企业的大数据中心作为云端测试环境, 对比测试DMS-VM算法与已有的虚拟机迁移算法的性能。实验结果表明,DMS-VM迁移策略能够更好的减少物理主机的使用数量和虚拟机的迁移次数,同时降低数据中心能耗,性能优于已有的迁移策略。     

一种面向SLA的云计算环境下虚拟资源调度方法

云计算环境下,应用提供者可以根据需要决定租用虚拟资源的数量。租用大量资源会得到Qo S保障,从而获得较好的收益,但应用提供者需要为租用资源付费。同样,租用少量资源,会节省租用资源投入,但资源不足难以保障Qo S,SLA(Service Level Agreement)违背会带来经济损失。因此,租用多少虚拟资源才能使得资源得到充分利用,达到应用提供者的收益最大化成为亟待解决的问题。针对此问题,从应用提供者收益角度考虑,兼顾SLA收益损失和服务器租用成本投入,提出虚拟机资源调度方法,旨在使得应用租用者收益最大化。该方法利用排队论建模目标云应用的性能,并引入SLA收益损失函数估算在租用一定虚拟资源情况下的SLA收益损失,最后,利用爬山算法动态调整物理资源租用数量以达到收益最大化的目标。实验结果表明,与当前常见的虚拟机资源调度方法 1VMPer Job、1VM4All和Bin Packing相比,所提出的方法使得云应用提供者的成本投入分别降低了17.92%、22.85%和10.74%。     

一种云计算环境下的工作流双向调度方法

为降低云计算中工作流调度的时间和成本,提出了一种双向调度算法,以实现后向Backward和前向Forward的双向调度。首先,Backward算法按照每个任务的最迟开始时间进行后向调度;此基础上,为降低虚拟机调度费用,Forward算法尽可能地提前调度每个任务,且在前向调度过程中充分考虑到工作流deadline、最大cost及传输时间的限制,从而实现对虚拟机的动态调度。由实验可知,本算法比BDA算法以及ICPCP算法更节约虚拟机调度成本,提高了调度的灵活性。     

基于遗传算法的云计算资源调度策略研究

对云计算环境中的资源调度问题进行了研究,鉴于当前云计算环境中资源利用率不高,节点负载不均衡的问题,提出了一种新的基于遗传算法的关于虚拟机负载均衡的调度策略;根据历史数据和系统的当前状态以及通过遗传算法,该策略能够达到最佳负载均衡和减少或避免动态迁移,同时还引入了平均负载来衡量该算法的全局负载均衡效果;最后通过在CloudSim平台进行仿真实验,结果表明,该策略具有相当好的全局收敛性和效率,当系统虚拟机被调度之后,算法在很大程度上能够解决负载不均衡和高迁移成本问题,并且极大地提高了资源利用率.     

Xen虚拟机资源调度优化算法

针对Xen虚拟化平台中虚拟机资源分配不合理的问题,提出了两种资源调度优化算法,即细粒度优化算法和粗粒度优化算法.细粒度优化算法主要解决单个物理节点上虚拟机资源分配不合理问题,能够根据物理节点上运行的各虚拟机的资源利用情况来调整资源分配量,适当增加利用率较高的虚拟机的资源,减少资源利用率低的虚拟机的资源,从而优化资源分配,提高资源利用效率,避免不必要的虚拟机迁移.粗粒度优化算法是针对集群中多个物理节点之间虚拟机负载不均衡问题而提出的.该算法结合粒子群优化技术,选择将集群系统中热点物理机上的部分虚拟机迁移到最适合的冷点物理机上,从而避免高载物理机宕机.实验结果表明,这两种资源调度优化算法能够有效解决虚拟机资源分配不合理的问题,具有较好的适用性和应用前景.     

一种基于网络感知的虚拟机再调度算法

有效的虚拟机调度策略能够提高数据中心的资源利用率,降低运行时能耗.现有调度算法综合考虑了虚拟机在CPU、内存和网络方面的需求,通过合理部署虚拟机,以期最小化计算、存储与网络的代价.然而,在线的虚拟机部署策略较少考虑由于虚拟机退出所造成的资源利用率下降与网络延迟上升的问题.为此,文中深入研究面向网络感知的周期性资源重配置问题,提出了面向网络感知的虚拟机再调度算法,通过适当的虚拟机迁移,提高部署在虚拟机上任务的性能以及数据中心整体的网络通信效率.算法通过尽可能低代价的虚拟机迁移来提高虚拟机之间的网络通信能力,以提升虚拟机组的整体运行效率,并保持物理机占用但不显著提高.作者通过两个测试平台在真实环境中验证了算法的有效性;通过真实的数据集和模拟实验,在多种虚拟机部署算法下,对比了应用虚拟机再调度算法前后虚拟机的部署效果,验证了该算法能够以较小的代价使得高网络通信代价的任务数明显减少,虚拟机组的网络通信能力显著提高.     

一种云计算资源的多目标优化的调度方法

云计算通过虚拟化技术将基础设施硬件资源虚拟化,以动态可缩放的方式提供给用户。云计算基础设施规模不断增加导致资源调度系统负载不均衡,从而造成资源浪费等问题。提出多目标优化资源调度策略和相应的算法,试图同时满足多个资源调度优化目标,如减少资源浪费,降低服务等级约定(SLA)违背率、保持系统负载均衡等。通过仿真实验,验证了多目标优化资源调度的策略能够在多个相互冲突的目标之间实现最优权衡。     

一种基于Xen的可信虚拟机系统的构建与应用

基于虚拟机的可信计算平台架构系统可以解决目前可信计算技术在应用过程中所产生的一些问题。该文介绍了一个符合这种架构的具体系统,对系统的构建方法进行了研究和探讨,并利用该系统解决了针对TCG完整性度量的TOCTOU攻击问题。     

应用托管环境下的虚拟机优化调度方法

在面对云服务中典型的应用托管需求时,现有的基础设施即服务IaaS大多采用应用无关的方式进行虚拟机调度,无法针对类型不同的应用托管需求调整调度策略,从而会产生虚拟机集群的负载倾斜及资源利用率不高的情况,甚至会影响所托管的应用。针对上述问题,提出了一种应用托管环境下的虚拟机优化调度方法,通过对所托管应用的分析和物理资源的监控,以贪心方式实现虚拟机周期性的调度策略。实际项目中的应用托管实例表明,该虚拟机调度方法可有效减少所使用的物理服务器数量,并提高物理服务器资源利用率。     

VMSF—一种内核级虚拟机监控器调度框架

虚拟化技术由于具有提高资源利用率、降低系统总体拥有成本等优点得到越来越多的关注。虚拟机成为计算机系统的一种新型应用模式,但虚拟机应用在服务质量保证和协同运行等方面与传统商用操作系统面向的应用不同,虚拟机监控器应针对此类应用的特点设计相应的调度算法。但是,在传统基于宿主操作系统的虚拟化技术中,虚拟机的调度由宿主操作系统的标准调度器完成。本文提出一种不修改宿主操作系统现有调度机制的虚拟机调度扩展框架VMSF,该框架允许第三方自行开发适于虚拟机系统的调度算法。最后通过在Linux上开源的内核级虚拟机监控器KVM上移植Xen的Credit调度器验证了本文研究的有效性。     

应用托管环境下的虚拟机优化调度方法

在面对云服务中典型的应用托管需求时,现有的基础设施即服务IaaS大多采用应用无关的方式进行虚拟机调度,无法针对类型不同的应用托管需求调整调度策略,从而会产生虚拟机集群的负载倾斜及资源利用率不高的情况,甚至会影响所托管的应用。针对上述问题,提出了一种应用托管环境下的虚拟机优化调度方法,通过对所托管应用的分析和物理资源的监控,以贪心方式实现虚拟机周期性的调度策略。实际项目中的应用托管实例表明,该虚拟机调度方法可有效减少所使用的物理服务器数量,并提高物理服务器资源利用率。     

云计算下虚拟机部署机制的研究

随着云计算的发展,虚拟化技术重新得到了人们的关注。当前,在用户服务不断增多,待处理量激增的情况下,如何提高云计算下虚拟机部署效率成为了人们研究的热点。对云计算下虚拟机部署的体系结构和部署流程,以及针对虚拟机部署机制的优化策略进行了研究。使用了分布式模板文件存储方法来提高虚拟机部署效率,通过实验验证了该方法的有效性。     

云计算环境下的虚拟机快速克隆技术

虚拟机克隆技术是指在云计算环境下快速复制出多个虚拟机（VM）并将这些VM分发到多台物理主机上,克隆出来的VM共享相同的初始状态然后独立运行提供服务。虚拟机克隆使得云计算提供商能够快速有效地部署系统资源。给出了一种虚拟机快速克隆方法,利用写时拷贝技术来创建虚拟磁盘和内存状态的快照,然后用按需分配内存技术和多点传送技术来请求和传输这些状态信息。在C3云平台上的实验表明,此方法在不中断源虚拟机中运行服务的情况下,实现了云计算中的快速虚拟机克隆。     

基于Xen硬件虚拟机的安全通信机制研究

在深入分析Xen硬件虚拟机通信机制和网络安全控制技术的基础上,实现了Xen硬件虚拟机安全通信机制,它在虚拟机监控器上加入了一个安全服务器,同时在虚拟机进行网络通信的关键路径上添加安全检查模块,实现了虚拟机通信的访问控制,提高了虚拟域间通信的安全性。     

云计算环境下面向能耗降低的虚拟机选择策略

云计算通过网络按需提供可动态伸缩的廉价计算服务,核心概念是资源池.在实际生活中,体现为由数百万台的各种物理设备组成的数据中心.随着现阶段云计算数据中心规模的日益增长,其对应消耗的能源也在倍速提高,如何有效降低整个数据中心能耗,成为云计算重点研究内容之一.本文针对何时触发迁移以及选择哪部分虚拟机进行迁移,提出了考虑CPU...     

气象环境下的云计算调度算法

针对气象计算的特点,提出气象计算的云模型,在这个模型之上,提出气象云计算（Weather Cloud）的启发式调度算法。调度算法对气象作业按照时间紧迫型、CPU紧迫型、内存紧迫型和硬盘空间紧迫型进行分类,计算资源综合紧迫指数,相应地赋予不同调度优先权限。与CMMS（Cloud Min min Scheduling）、AFCFS（Adaptive First Come First Service）、Fair的调度算法对比表明,Weather Cloud的调度算法不但减少了计算的等待时间,而且增加了完成的指令数量。     

Xen中VCPU调度算法分析

为了降低虚拟化环境中虚拟机的性能开销,提高虚拟化实施效率,在综合考虑虚拟处理器在虚拟机调度过程中的需求的基础上,对Xen中基于信用度的调度算法进行了分析,该算法在处理器密集型应用、多处理器调度和QoS控制方面具有明显的优势.针对目前调度算法在多处理器和新型虚拟机监控器结构下存在的性能问题,提出了自旋锁优先和处理器绑定等优化措施.实例表明,该措施能够提高虚拟处理器的调度效率.