[发明专利]一种面向嵌入式虚拟化环境下的虚拟机静态放置方法

说明书

本发明公开了一种面向嵌入式虚拟化环境下的虚拟机静态放置方法，包括以下步骤：步骤1，Filter过程改进；步骤2，Weight过程改进；步骤3，虚拟机最终放置过程改进。所述面向嵌入式虚拟化环境下的虚拟机静态放置方法通过对虚拟机自动化放置，降低了人为操作进行性能优化的复杂性和不可靠性，同时具备较好的实时性能优化效果能够有效解决嵌入式Linux下虚拟机的放置问题及实时性问题，实用性强，具有较好的应用推广价值。

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，具体涉及一种面向嵌入式虚拟化环境下的虚拟机静态放置方法。

背景技术

虚拟化是一种资源管理技术，主要功能是实现对各自计算机硬件资源实体(CPU、网络、内存等)予以抽象转化，并提供分割、重新组合，以达到最大化利用物理资源的目的。而其中如何通过合理的资源调度，在不影响客户机性能的情况下，为更多用户提供服务，是云计算中的重要问题。

(1)虚拟机的放置问题

在云数据中心，大量的物理服务器通过通信网络相互连接。设云环境中物理机个数为m，客户机数量为n，那么虚拟机放置问题就是如何合理的将n个客户机放置在m个物理机上，同时满足能耗最小、负载均衡、鲁棒性等目标。其中，虚拟机、物理机、虚拟机与物理机的放置关系等参数定义如下。

虚拟机

设虚拟机集合VM＝{VM₁，VM₂...VM_n}，表示有n个待放置的虚拟机。每个虚拟机表示为其中分别表示虚拟机VM_i对CPU、内存和带宽的需求量。

物理机

物理机集合表示为PM＝{PM₁，PM₂，...，PM_m}，其中m表示物理机的数量，每个物理机PM_j是一个三元组

分别表示物理机PM_j的CPU、内存和网络带宽资源容量。

虚拟机与物理机的放置关系

虚拟机和物理机之间的映射关系表示为一个n*m的矩阵A。

其中，a_ij为0-1变量，a_ij＝1，则表示第i个虚拟机VM_i放置于第j个物理机PM_j上运行，对于每个虚拟机VM_i都有即每个虚拟机仅能被分配到一个物理机上运行。

(2)嵌入式虚拟化

嵌入式虚拟化采用半虚拟化技术。在操作系统和嵌入式硬件平台之间加入VMM，由VMM负责完成构建嵌入式操作系统的运行环境，从而形成多个独立的虚拟机。不同虚拟机上可以运行不同或相同的操作系统(客户操作系统)，彼此之问隔离。VMM、虚拟机及其应用程序共同构成嵌入式虚拟化系统。系统资源由VMM进行统一分配：对于内存，VMM给各个虚拟机配置不同的内存区域，每个虚拟机只能访问自己的内存区域；对于需不同虚拟机共享的资源，如CPU、MMU、机器时钟和中断控制器，由VMM负责对各个资源的使用权进行调度。

(3)嵌入式Linux的实时性问题

嵌入式系统一般都是时间可预测的，并且简便易用。也就是说实时的系统要求软件的运行要有时间可确定性。具备实时性是指系统能够在指定的时间内能够响应外部事件的系统。这包含了两层含义，即响应可确定性和执行可确定性。对于硬实时系统，如果不能满足这两个条件则会出现严重错误，比如汽车引擎的控制系统就是一种典型的硬实时系统；对于软实时系统，如果不能满足这两个条件不会导致系统失败但会使得系统性能退化，比如实时音频视频系统就是典型软实时系统。