[发明专利]一种面向云数据中心的大规模虚拟机快速迁移决策方法

说明书

技术领域

本发明涉及计算机系统结构领域的系统级虚拟化技术及虚拟机迁移技术，具体涉及一种面向云数据中心的大规模虚拟机快速迁移决策方法。

背景技术

虚拟机在线迁移技术是一种非常重要的技术，在虚拟化的云计算数据中心中扮演着至关重要的重要。通过虚拟机的迁移，云数据中心管理员可以动态的调节数据中心的负载分配，进而达到负载均衡或节能等目的。相比于停机迁移，在线迁移导致的停机时间非常短，用户往往感受不到服务的中断。目前，广泛使用的虚拟机在线迁移技术是预拷贝技术，即第一轮数据传输的时候把整个CPU的状态和内存状态都通过网络从源物理机拷贝到目标物理机，然后在这段拷贝时间内产生的新的脏页数据，通过第二轮拷贝从源物理机传输到目标物理机，然后进行第三轮、第四轮的传输，最终当源物理机上的脏页数据小到一定程度，源机器就停机不执行，把这最后的脏页数据传输完后，在目标物理机上启动虚拟机，并继续提供服务。

但是，虚拟机的迁移过程往往会产生一定的迁移开销，特别是数据传输时产生的巨大网络开销。因此，如何降低虚拟机迁移产生的开销是一个重要的挑战。特别是大规模的虚拟机环境中，当多个虚拟机需要同时迁移的时候，如果迁移的策略制定的不好，会导致不必要的迁移开销。另外，在制定迁移决策的时候，降低总体的虚拟机迁移次数，不仅能降低总的迁移开销，而且可以大大加快迁移的进程。

传统的迁移决策方法，往往只根据CPU等利用率数据进行迁移决策。这种方法存在几个问题：（1）根据CPU利用率进行迁移后，可能会破坏负载间的组合关系，把相互竞争的应用程序整合到一起了；（2）缺少一种快速的迁移决策方法来降低迁移的次数及迁移产生的开销。

发明内容

本发明针对现有技术存在的缺陷，提供一种既能减少总的虚拟机迁移次数，又能降低了虚拟机总的迁移开销的一种面向云数据中心的大规模虚拟机快速迁移决策方法。

为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：

一种面向云数据中心的大规模虚拟机快速迁移决策方法，包括如下步骤：

步骤a：输入的信息包括初始方案中虚拟机到物理机的映射关系列表S，以及目标方案中虚拟机到物理机的映射关系列表T，然后分别对初始方案和目标方案中虚拟机到物理机映射关系进行归类，用集合表示为CX={CX₁,CX₂,…,CX_s}和CY={CY₁,CY₂,…,CY_t}，s表示初始方案中虚拟机到物理机映射的种类数，t表示目标方案中虚拟机到物理机映射的种类数，CX_i表示初始方案中第i种虚拟机到物理机的映射关系，X_i表示这种映射关系的数量，1≤i≤s，CY_j表示目标方案中第j种虚拟机到物理机的映射关系，Y_j表示这种映射关系的数量，1≤j≤t；

步骤b：预处理，消除初始方案和目标方案中相同的映射关系。遍历CX和CY，如果发现CX_i和CY_j属于同一种映射关系，则消去重复的映射关系，可消去的个数为|X_i-Y_j|，更新X_i和Y_j的值，如果X_i≥Y_j，更新X_i的值为X_i=X_i-Y_j，更新Y_i的值为Y_j=0，反之，更新Y_i的值为Y_j=Y_j-X_i，更新X_i的值为X_i=0，如果X_i等于0，则说明CX_i已不存在，从CX集合中删除CX_i这种映射关系，如果Y_j等于0，则说明CY_j已不存在，从CY集合中删除CY_j这种映射关系；

步骤c：把从初始方案快速转移至目标方案的问题映射为寻找从初始方案到目标方案的最佳匹配组合，所谓最佳指的是用最少的虚拟机迁移次数，包括移进虚拟机或移出虚拟机，就可以把初始方案调整为目标方案，具体的步骤包括：