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基于内存关联分析的预拷贝迁移优化策略

计算机工程 2020年第3期46卷 222-228页

作者：张宏伟李晓欢李春海姚荣彬唐欣桂林电子科技大学信息与通信学院广西桂林541004 桂林电子科技大学信息科技学院广西桂林541004

内存预拷贝迁移在密集型负载下存在内存脏页反复传输的问题,导致迭代轮数较多且大幅降低了内存预拷贝迁移的整体性能。脏页概率预测能够有效减少内存脏页反复传输的现象,然而现有脏页概率预测研究都只关注时间相关性而未考虑内存之间的... 详细信息

内存预拷贝迁移在密集型负载下存在内存脏页反复传输的问题,导致迭代轮数较多且大幅降低了内存预拷贝迁移的整体性能。脏页概率预测能够有效减少内存脏页反复传输的现象,然而现有脏页概率预测研究都只关注时间相关性而未考虑内存之间的空间相关性。针对该问题,提出一种基于内存关联分析的预拷贝迁移策略。通过脏页率对脏页下一轮变脏概率进行预测,设计Memory_cor算法计算出脏页的关联规则和关联内存页,避免变脏概率大的内存页及其关联内存页传输。实验结果表明,该策略在总迁移时间和停机时间上优于Xen预拷贝迁移方法。

关键词：内存迁移关联分析预拷贝总迁移时间停机时间

移动云计算中一种虚拟机迁移的预拷贝传输策略研究

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计算机应用研究 2018年第11期35卷 3356-3360页

作者：黄羡飞王高才彭颖广西大学计算机与电子信息学院南宁530004

针对移动云计算中虚拟机迁移过程的性能优化问题,提出了一种基于最优停止理论的预拷贝传输策略。该策略通过最优停止理论对寻找最优传输速率的最优停止模型求解,从而获得最优传输速率,由此来减少虚拟机迁移过程中的迁移数据总量和总时... 详细信息

针对移动云计算中虚拟机迁移过程的性能优化问题,提出了一种基于最优停止理论的预拷贝传输策略。该策略通过最优停止理论对寻找最优传输速率的最优停止模型求解,从而获得最优传输速率,由此来减少虚拟机迁移过程中的迁移数据总量和总时间。在仿真实验中,将所提出的传输策略与相关文献的传输策略进行对比,给出不同传输策略的性能结果分析。实验结果表明,所提出的策略具有较少的迁移数据总量和总时间,能有效地提高迁移过程的性能。

关键词：移动云计算最优停止理论虚拟机迁移最优传输速率预拷贝

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基于概率预测的改进虚拟机内存预拷贝方法

计算机工程 2015年第7期41卷 289-293页

作者：陈廷伟姜雅楠辽宁大学信息学院沈阳110036

预拷贝技术实现了虚拟机的透明移动,但在迭代过程中一些内存页会被反复拷贝,使用概率预测方法可以减少传输的内存页数量,但预测所需的时间仍会延长总迁移时间。针对此问题,提出快速预测预拷贝方法,对内存页状态改变的概率进行测算,并推... 详细信息

预拷贝技术实现了虚拟机的透明移动,但在迭代过程中一些内存页会被反复拷贝,使用概率预测方法可以减少传输的内存页数量,但预测所需的时间仍会延长总迁移时间。针对此问题,提出快速预测预拷贝方法,对内存页状态改变的概率进行测算,并推迟状态频繁变化页的传输,达到优化虚拟机实时迁移的目的。应用于Xen虚拟机的实验结果表明,该方法可减少传输的内存页,缩短总迁移时间。

关键词：概率预测预拷贝虚拟机实时迁移总迁移时间

基于虚拟机动态迁移的内存预拷贝算法和节能策略研究

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基于虚拟机动态迁移的内存预拷贝算法和节能策略研究

作者：赵振山桂林理工大学

学位级别：硕士

伴随计算机技术的飞快发展,虚拟化有了更多的用处。由于虚拟机动态迁移是虚拟化的核心技术之一,因此,针对虚拟机动态迁移的研究具有重要的意义。一方面,虚拟机动态迁移中,内存迁移因数据传输量多、迁移机制复杂,成为虚拟机动态迁移研究... 详细信息

伴随计算机技术的飞快发展,虚拟化有了更多的用处。由于虚拟机动态迁移是虚拟化的核心技术之一,因此,针对虚拟机动态迁移的研究具有重要的意义。一方面,虚拟机动态迁移中,内存迁移因数据传输量多、迁移机制复杂,成为虚拟机动态迁移研究的热点。目前主要采用的传统内存预拷贝算法(Memory Pre-Copy,MPC)存在多次重传高脏页导致迁移效率严重下降的问题,迫切需要提出一种新的MPC算法来解决。另一方面,由于虚拟机在启动和停止阶段会产生大量的高能耗,针对虚拟机动态迁移期间产生的高能耗问题,也迫切需要提出一种节能的策略来降低高能耗并减少能源浪费现象。本文针对如何降低迁移时间、减少数据传输量及降低能耗等约束前提,进行了基于虚拟机动态迁移的内存预拷贝算法和节能策略研究。本文对虚拟机动态迁移中的内存迁移进行分析,设计了一种基于脏页率预测的内存预拷贝算法(Memory Pre-copy Algorithm based on Dirty Page Rate Prediction,MPRAPRP)。MPRAPRP算法基于脏页率预测理论,对虚拟机内存页的脏页率进行预测,从迁移过程中生成的脏页中辨认出高脏页。迭代期间,变动小的内存页提前转移,以防止高脏页重复传输影响迁移的整体性能。MPRAPRP算法在Xen中实现了虚拟机内存迁移的过程,然后在虚拟机不同的CPU负荷、内存负荷和网络负荷情况下测试,从整个迁移时间、停机时间和传输数据值三个方面对实验成效进行了比较。本文实验显示,MPRAPRP算法与以往的MPC算法相比,减少了数据传输量100 MB左右,总迁移时间缩短了将近19%,有效地提高了虚拟机动态迁移中内存迁移的效率。针对虚拟机动态迁移期间产生的高能耗问题,本文提出了一种降低能耗并保持低SLA违约率的动态迁移算法(Live Migration Algorithm with Low SLA Defaul Rate,LMASLADR)。具体来说,为了取得更少的能耗,并维持较小的SLA违反率,本文在虚拟机动态迁移的迁移触发阶段采用基于两个阈值的虚拟机动态迁移方法:在虚拟机选择分配时期引入最小迁移代价的策略开启虚拟机迁移;在目标主机的选取阶段采用基于概率选取机制的方式选取目标节点。从能量消耗、虚拟机迁移数量和SLA违约率3个方面与传统的几种动态迁移方法进行性能比较,通过CloudSim实验表明,LMASLADR算法可使系统资源使用率更高、损耗最小,节能效果上比传统算法更加显著。

关键词：动态迁移节能预拷贝能耗脏页率预测

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基于虚拟机页缓存机制的磁盘在线迁移系统

小型微型计算机系统 2025年第1期 235-241页

作者：周志强李京中国科学技术大学计算机科学与技术学院

在线迁移是云数据中心管理虚拟机的关键技术之一，它在负载均衡、降低能耗以及平台软硬件维护等场景有着重要的作用.预拷贝是目前虚拟机在线迁移的主流方式，有着停机时间短、对虚拟机性能影响小以及鲁棒性高的特点.然而，由于数据的修... 详细信息

在线迁移是云数据中心管理虚拟机的关键技术之一，它在负载均衡、降低能耗以及平台软硬件维护等场景有着重要的作用.预拷贝是目前虚拟机在线迁移的主流方式，有着停机时间短、对虚拟机性能影响小以及鲁棒性高的特点.然而，由于数据的修改会导致多轮迭代传输，该方法在迁移时可能出现较大的网络传输量和较长的迁移时间的问题.考虑到磁盘通常比内存大几个数量级，该问题在迁移磁盘数据时尤为严重.本文通过提取页缓存数据信息实现了一个预拷贝优化方法，并且设计了一个新的磁盘在线迁移系统，使得虚拟机能够参与其自身迁移过程，让获取虚拟机内的信息更加方便.该方法能够高效地进行预拷贝迁移，从而快速而可靠地完成磁盘迁移，减少网络传输数据量和迁移时间.

关键词：虚拟机磁盘在线迁移预拷贝页缓存

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基于运行阶段特征的虚拟机实时迁移技术

通信学报 2016年第1期37卷 170-179页

作者：邹庆欣郝志宇云晓春中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院信息工程研究所北京100193

针对预拷贝算法在起始、迭代、结尾3个阶段所表现出的不同特点,提出了基于运行阶段特征的虚拟机实时迁移技术(LMCOS,live migration based on the characteristics of the operation stages)。起始阶段引入比对初始内存页的变量传输技... 详细信息

针对预拷贝算法在起始、迭代、结尾3个阶段所表现出的不同特点,提出了基于运行阶段特征的虚拟机实时迁移技术(LMCOS,live migration based on the characteristics of the operation stages)。起始阶段引入比对初始内存页的变量传输技术以避免未改变内存部分的传输;迭代阶段引入计数排序传输方法以减少内存页的重传;结尾阶段引入调减虚拟机CPU时间片的策略以缩短停机时间。与预拷贝算法相比,LMCOS使停机时间平均减少53%,总迁移时间平均减少65%。

关键词：实时迁移预拷贝运行阶段特征虚拟机

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油气勘探开发云虚拟机内存迁移算法改进研究

西南石油大学学报（自然科学版） 2020年第6期42卷 181-186页

作者：谯英吴易佳杨绪华西南石油大学计算机科学学院四川成都610500

虚拟机动态迁移对数字油田的云平台安全建设具有重要意义。文中讨论云计算关键技术虚拟化技术中--虚拟机动态迁移机制。针对预拷贝迁移方法停机过长这一问题,在预拷贝方法的基础上,提出基于标识的动态迁移方法,能够有效地减少迁移时间,... 详细信息

虚拟机动态迁移对数字油田的云平台安全建设具有重要意义。文中讨论云计算关键技术虚拟化技术中--虚拟机动态迁移机制。针对预拷贝迁移方法停机过长这一问题,在预拷贝方法的基础上,提出基于标识的动态迁移方法,能够有效地减少迁移时间,提高迁移效率。首先,新增一个计数器用于记录脏页数量,以此判断是否为频繁改动脏页;然后,设置一个window值,当频繁改动脏页的数量达到window值,将脏页全部发送至目标服务器。该方法避免了最后一次传送时页面过多而造成虚拟机停机时间过长的问题。实验结果表明,该方法在迁移时间和数据传输量上明显优于预拷贝方法,提高了虚拟机迁移效率。

关键词：数字油田虚拟机技术动态迁移预拷贝脏页

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基于等差划分的虚拟机实时迁移技术

高技术通讯 2016年第3期26卷 215-225页

作者：邹庆欣郝志宇云晓春王冲华中国科学院计算技术研究所北京100190 中国科学院大学北京100049 中国科学院信息工程研究所北京100193

研究了虚拟机的实时迁移。对局域网内存迁移的预拷贝算法、后拷贝算法以及由这两种算法构成的混合拷贝算法的特性进行分析,在改进混合拷贝算法的基础上提出了基于等差划分的虚拟机实时迁移技术,该技术把第一轮传输的内存页划分成近似等... 详细信息

研究了虚拟机的实时迁移。对局域网内存迁移的预拷贝算法、后拷贝算法以及由这两种算法构成的混合拷贝算法的特性进行分析,在改进混合拷贝算法的基础上提出了基于等差划分的虚拟机实时迁移技术,该技术把第一轮传输的内存页划分成近似等差数列形式的多段,以减少第二轮传输的内存页。不同工作负载条件下的试验表明,与混合内存拷贝方式相比,基于等差划分的虚拟机实时迁移技术平均减少了25%的同步内存位图时间,29%的后拷贝方式发送的内存页以及2.2%的总迁移时间,在一定程度上提高了混合内存拷贝方式的虚拟机实时迁移性能。

关键词：实时迁移虚拟机预拷贝后拷贝混合拷贝等差划分

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虚拟机实时迁移中自适应阈值机制的研究

小型微型计算机系统 2015年第3期36卷 466-470页

作者：崔勇林予松李润知王宗敏郑州大学信息工程学院郑州450001 郑州大学信息网络省重点开放实验室郑州450052

虚拟化的数据中心主要采用预拷贝(Pre-copy)算法进行虚拟机实时迁移.当虚拟机中运行负载较高或者网络传输带宽较低时,预拷贝算法固定的停机阈值严重影响实时迁移的性能.针对这个问题,提出一种自适应停机阈值机制,根据之前各拷贝轮中脏... 详细信息

虚拟化的数据中心主要采用预拷贝(Pre-copy)算法进行虚拟机实时迁移.当虚拟机中运行负载较高或者网络传输带宽较低时,预拷贝算法固定的停机阈值严重影响实时迁移的性能.针对这个问题,提出一种自适应停机阈值机制,根据之前各拷贝轮中脏页率构成的时间序列,首先利用动态指数平滑法来预测后轮的脏页率,在预测脏页率超过网络传输带宽的情况下,再采用Mann-Kendall检验模型对脏页率变化趋势进行判断,根据判断结果确定停机切换的时机.实验结果证明,采用基于自适应阈值机制的预拷贝算法能在高负载低延迟场景下有效提高实时迁移性能.

关键词：实时迁移虚拟机自适应阈值预拷贝