高能效虚拟机在线迁移策略研究

《高能效虚拟机在线迁移策略研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士专业学位论文PROFESSIONALMASTERDISSERTATION论文题目：高能效虚拟机在线迁移策略研究论文作者：周立夫专业类别/领域：计算机技术指导教师：方娟教授论文提交日期:2017年5月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201407086密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：高能效虚拟机在线迁移策略研究英文题目：RESEARCHONENERGYANDPERFORMANCEEFFICIENTVIRTUALMACHINELIVEMI

2、GRATIONSTRATEGY论文作者：周立夫专业类别/领域：计算机技术研究方向：计算机系统结构申请学位：工程硕士专业学位指导教师：方娟教授所在单位：信息学部（原计算机学院）答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：周立夫日期：20

3、17年5月10日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：周立夫日期：2017年5月10日导师签名：方娟日期：2017年5月10日摘要摘要近年来，云计算作为一个新兴技术以及热门产业越来越多地进入了人们的视野，基于现购现付（pay-as-you-go）模型的服务能为各行各业提供底层IT服务，同时免去构建与维护计算中心的烦恼。各大互联网巨头也都纷纷推出了自己的云计

4、算平台，与之同步的是云计算中心的数量大幅增加，规模也在扩大，在为我们提供了便捷服务的同时，云计算中心的功耗问题也日益突出。由于云计算中心都采用虚拟化技术在为用户提供稳定服务的基础上充分利用计算资源，因此虚拟机在线迁移技术成为降低云计算中心功耗的重要技术。在虚拟机在线迁移的过程中不可避免地会造成虚拟机性能下降带来的服务质量下降，进而有可能导致违反SLA（用户层协议）的情况。如何在保证SLA违反率较低的前提下尽可能利用虚拟机在线迁移技术降低功耗成为热点问题。本文针对虚拟机在线迁移模型中的轻载检测以及虚拟机重分配两个步骤进行优化和算法创新。其中针对当前虚拟机轻载检测方

5、法存在的算法容易引起虚拟机“过迁移”（over-migration）的问题，本文提出了基于阈值的最小CPU利用率法进行轻载检测，从而有效避免了过多虚拟机迁移带来的SLA违反率以及功耗的上升，同时充分发挥了基于阈值的最小CPU利用率法在检测轻载主机的时候时间复杂度很低的优点，从而在前人的基础上在能耗效率和性能、服务质量方面都有一定提升。针对当前虚拟机重分配算法过程逻辑较简单、存在一定功耗下降空间的问题，本文基于模拟退火算法提出了能源感知模拟退火算法（Powerawaresimulationannealing，PASA）算法，该算法在能源感知最佳适应降序算法（Pow

6、erawarebestfitdecreasing，PABFD）的基础上结合了模拟退火算法，从而在很大程度上避免了能源感知最佳适应降序算法容易落入局部最优解陷阱的缺点，且通过实验证明PASA算法相比PABFD算法能耗和SLA违反率更低。本文使用CloudSim模拟器作为仿真平台，模拟了含有800个物理节点的大型云计算中心，在其中测试了文中提出的新型算法组合，经过大量的实验最终确定了算法阈值与模拟退火算法的参数，并在测定出的最佳参数下用功耗与SLA违反率作为指标与前人提出的最佳算法组合作对比。结果显示，相比前人提出的最佳算法组合，文中提出的新型算法组合的功耗下降了1

7、6.79%，SLA违反率下降了85.37%，且相比单独使用本文提出的两个算法，将两个算法结合在一起使用能够带来更好地能耗效率、性能表现以及服务质量。因此本文提出的算法组合在最大程度上保证性能以及服务质量的同时尽可能地开发了虚拟机在线迁移带来的功耗下降，对云计算中心的功耗以及服务质量有一定改善作用。关键词：云计算中心；虚拟机在线迁移；轻载检测算法；虚拟机重分配算法IAbstractAbstractInrecentyears,cloudcomputingisanemergingtechnologyandpopularindustrymoreandmoreintope

8、ople'svision