專利名稱：一種基于停機時間閾值的虛擬機內(nèi)存遷移方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種基于停機時間閾值的虛擬機內(nèi)存遷移方法，該方法應用于基于云計算的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，屬于計算機科學與技術領域。
背景技術：
目前云計算技術已開始支撐搜索引擎、網(wǎng)絡化應用等，云計算不僅能降低信息化成本，加快信息化進程，更好地服務社會，促進先進計算和存儲應用的普及和發(fā)展。而云計算的絕大部分技術集成到了網(wǎng)絡操作系統(tǒng)中。虛擬機遷移是云計算中的一項關鍵技術，虛擬機遷移就是保持虛擬機運行的同時，把它從一個計算機(源計算機)遷移到另一個計算機(目標計算機)并在目標計算機上面恢復虛擬機運行的技術。利用虛擬機遷移技術，可以實現(xiàn)服務器的在線維護、在線升級 擴容、動態(tài)負載均衡。虛擬機遷移包括內(nèi)存遷移、外存儲遷移、處理器遷移等，其中內(nèi)存遷移最復雜，遷移時間也較長，虛擬機內(nèi)存遷移是虛擬機遷移中一項主要任務。動態(tài)變化虛擬機內(nèi)存從源計算機遷移到目標計算機上有兩種方法，一種是虛擬機停機遷移，即源計算機停止虛擬機的執(zhí)行，把虛擬機的內(nèi)存拷貝到目標計算機上，這種方法需要在一定的時間段內(nèi)停止向外提供服務；另外一種是虛擬機遷移，是目前云計算中常用的遷移方法，即不停止向外提供服務的情況下，把虛擬機的內(nèi)存從源計算機拷貝到目標計算機上。云計算在國際上也是最近幾年興起的技術方向，其中有些關鍵技術還在探討中，虛擬機遷移是云計算中的一項關鍵技術，國際上有CLARK算法、固定帶寬內(nèi)存動態(tài)遷移等，但虛擬機內(nèi)存動態(tài)遷移的方法還不夠完善和實用。本發(fā)明提出一種基于停機時間閾值的虛擬機內(nèi)存遷移方法，該方法在規(guī)定的停機時間閾值下實現(xiàn)虛擬機內(nèi)存遷移。

發(fā)明內(nèi)容
針對背景技術所述，本發(fā)明的目的在于提出一種基于停機時間閾值的虛擬機內(nèi)存遷移方法。本發(fā)明采用以下技術方案來實現(xiàn)本發(fā)明一種基于停機時間閾值的虛擬機內(nèi)存遷移方法主要由虛擬機內(nèi)存頁面?zhèn)魉湍K、虛擬機內(nèi)存臟頁面監(jiān)控模塊、虛擬機內(nèi)存遷移決策模塊3部分組成，在虛擬機內(nèi)存遷移過程中涉及的源和目的服務器中都有這三部分，圖I顯示了 3個組成部分和相互之間的關系。(I)虛擬機內(nèi)存頁面?zhèn)魉湍K(TM, Transportation Module):該模塊是基于云計算技術的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)中內(nèi)存遷移功能的一個組件，完成虛擬機內(nèi)存從源服務器遷移到目標服務器中。(2)虛擬機內(nèi)存臟頁面監(jiān)控模塊(MM, Monitor Module):該模塊是基于云計算技術的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)中內(nèi)存遷移功能的一個組件，完成虛擬機內(nèi)存頁面?zhèn)魉椭信K頁面的監(jiān)控、臟頁面數(shù)量計算等任務。(3)虛擬機內(nèi)存遷移決策模塊(DM，Decision Module):該模塊是基于云計算技術的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)中內(nèi)存遷移功能的一個組件，完成虛擬機內(nèi)存頁面?zhèn)魉退俣扔嬎恪⑼C時間的計算、整個虛擬機內(nèi)存遷移的過程管理等工作，是虛擬機內(nèi)存遷移的核心智能模塊?；谕C時間閾值的虛擬機內(nèi)存遷移方法具體實現(xiàn)方法包括以下5個步驟它們是DM進行虛擬機內(nèi)存遷移通信協(xié)商、DM進行虛擬機停機時間閾值確定、TM執(zhí)行虛擬機內(nèi)存?zhèn)魉?、MM執(zhí)行虛擬機內(nèi)存臟頁面監(jiān)控、DM進行虛擬機內(nèi)存臟頁面重傳判斷；圖2顯示了 5個步驟的流程圖。 (I)DM進行虛擬機內(nèi)存遷移通信協(xié)商當源服務器的DM接受虛擬機內(nèi)存遷移請求指令后，源服務器的DM通過IP網(wǎng)絡和目標服務器的DM進行控制信息通信并協(xié)商，協(xié)商的內(nèi)容包括(a)協(xié)商虛擬機內(nèi)存遷移的方法；(b)根據(jù)雙方的網(wǎng)絡帶寬的大小、網(wǎng)絡擁塞程度、雙方互相通信的吞吐量、雙方處理器的負載，協(xié)商虛擬機內(nèi)存遷移的傳送速度為vt。(2)DM進行虛擬機停機時間閾值確定源服務器的DM根據(jù)步驟(I)中協(xié)商好的虛擬機內(nèi)存遷移傳送速度vt臨時確定一個最小虛擬機停機時間閾值為td。根據(jù)臨時確定的閾值td,計算出td時間內(nèi)能夠傳送的頁面數(shù)為td*vt.本發(fā)明的核心點在于確定td,而確定td是有條件的,設在時間ta內(nèi)，有pd個頁次變臟,那么取vt > (pd/ta),可使用該方法。(3) TM執(zhí)行虛擬機內(nèi)存?zhèn)魉驮捶掌鞯腄M指示虛擬機內(nèi)存頁面?zhèn)魉湍KTM采用vt作為虛擬機傳送速度和目標服務器的TM進行虛擬機內(nèi)存的傳送，傳送的虛擬機內(nèi)存頁面數(shù)為tp (i)(其中i為第i次重傳)。(4)麗執(zhí)行虛擬機內(nèi)存臟頁面監(jiān)控在傳送的過程中，源服務器的虛擬機內(nèi)存臟頁面監(jiān)控模塊MM對傳送周期內(nèi)的虛擬機內(nèi)存頁面進行監(jiān)視，在傳送期間虛擬機內(nèi)存發(fā)生變化的頁面(稱謂“臟頁面”)在下一個傳送周期內(nèi)要重傳，MM對傳送期間的臟頁面進行計算為dp(i)(其中i為第i次重傳)，作為下次重傳的頁面數(shù)，臟頁面和重傳頁面數(shù)的關系為(a)初始臟頁面dp (O) = tp (O)=總虛擬機內(nèi)存臟頁面數(shù)；(b)第一重傳的頁面數(shù)為監(jiān)視到臟頁面數(shù)，即tp⑴=dp (I)，以此類推，tp (2)=dp ⑵,···, tp (n) =dp(n)。(c)當監(jiān)視到臟頁面數(shù)為dp(i) = O時，停止執(zhí)行虛擬機內(nèi)存頁面的重傳，完成了虛擬機內(nèi)存遷移。(5) DM進行虛擬機內(nèi)存臟頁面重傳判斷源服務器的DM和服務器內(nèi)的TM和MM兩個模塊進行交流，獲取了臟頁面數(shù)dp (i)，然后進行決策(d)當dp⑴> vt*td時,設置tp⑴=dp (i),并進入步驟(3)。(e)當dp⑴< =vt*td時,DM停止源服務器的虛擬機執(zhí)行,設置tp⑴=dp⑴，進入步驟(3)。


圖I虛擬機內(nèi)存遷移模塊組織示意圖；圖2虛擬機內(nèi)存遷移步驟示意圖；圖3虛擬機和內(nèi)存遷移實例具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例也僅僅是本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。為了說明基于停機時間閾值的虛擬機內(nèi)存遷移方法，這里給出了如圖3所示的一個虛擬機和內(nèi)存遷移實例，目前在源服務器(59. 64. 11. 100)上有一個虛擬機(虛擬機A)，內(nèi)存(內(nèi)存A)有100個頁面，該虛擬機由于生存性、服務器停機等原因需要遷移到目的服務器(59.64. 11. 101)上，形成虛擬機A’和內(nèi)存A’。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1.針對虛擬機內(nèi)存遷移中基于預拷貝頁面次數(shù)條件、預拷貝頁面數(shù)擴大停止條件、預拷貝頁面閾值方法等方法都無法達到理想結果的情況下，本專利一種基于停機時間閾值的虛擬機內(nèi)存遷移方法，該方法通過頁面遷移傳送速度的可協(xié)商與虛擬機停機時間閾值的計算和設置兩個核心點實現(xiàn)虛擬機內(nèi)存從源服務器遷移到目的服務器上，可實現(xiàn)真正意義上的虛擬機在線遷移。其特點在于 1)虛擬機頁面遷移傳送速度的可協(xié)商機制。根據(jù)頁面變臟的速度，當源服務器的接受虛擬機內(nèi)存遷移請求指令后，源服務器的通過IP網(wǎng)絡和目標服務器的DM進行控制信息通信并協(xié)商，協(xié)商的內(nèi)容包括(a)協(xié)商虛擬機內(nèi)存遷移的方法；(b)根據(jù)雙方的網(wǎng)絡帶寬的大小、網(wǎng)絡擁塞程度、雙方互相通信的吞吐量、雙方處理器的負載，協(xié)商虛擬機內(nèi)存遷移的傳送速度。
2)虛擬機停機時間閾值的計算和設置特點。源服務器的協(xié)商好的虛擬機內(nèi)存遷移傳送速度，確定一個最小虛擬機停機時間閾值，根據(jù)確定的閾值，計算出時間內(nèi)能夠傳送的頁面數(shù)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于停機時間閾值的虛擬機內(nèi)存遷移方法，該方法由虛擬機內(nèi)存頁面?zhèn)魉湍K、虛擬機內(nèi)存臟頁面監(jiān)控模塊、虛擬機內(nèi)存遷移決策模塊三部分組成，該方法通過頁面遷移傳送速度的可協(xié)商與停機時間閾值的計算和設置兩個核心點實現(xiàn)虛擬機內(nèi)存從源服務器遷移到目的服務器上，在某個臟頁面重傳過程中有可能實現(xiàn)真正意義上的虛擬機在線遷移。
文檔編號G06F9/455GK102662723SQ20121004990
公開日2012年9月12日 申請日期2012年2月28日 優(yōu)先權日2012年2月28日
發(fā)明者鄒超, 陸月明 申請人:北京郵電大學