云环境下基于虚拟机动态迁移的调度策略研究
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基于遗传算法的大规模虚拟机调度优化研究一、引言随着云计算的普及,云平台上的虚拟化技术越来越成熟,大量企业开始选择在云平台上部署自己的业务应用,而云平台的高效利用成为了云计算领域研究的重要问题,虚拟机调度优化就是其中的一个重要方面。
因此,在实际应用中如何高效地调度虚拟机,是云计算研究人员的重要问题之一。
二、虚拟机调度优化的基本概念虚拟机是云计算的基础设施之一,在云平台上部署虚拟机,需要考虑的因素有 CPU、内存、带宽等方面。
虚拟机调度优化问题就是通过合理的虚拟机分配方案,将虚拟机调度到合适的物理机上,以达到资源最优利用的目的。
一般涉及到的指标有虚拟机的CPU 利用率、内存利用率、带宽利用率等指标。
因此,虚拟机调度优化是云计算中的一个核心问题。
三、遗传算法的基础原理遗传算法(Genetic Algorithm,GA)是一种经典的优化算法,其基本原理是参照自然界中基因遗传规律,模拟“遗传、变异、交叉”等基本过程,对问题的解进行迭代逼近,从而找到问题的优化解。
遗传算法主要包括两个核心部分:选择和交叉变异。
其中选择过程中,通过适应度函数对解进行评价,从而去保留优秀的个体,淘汰劣质的个体。
交叉变异过程中,则是对优秀个体进行基因信息的交叉和变异,以增加解的多样性和可行性。
四、大规模虚拟机调度问题优化方案在实际应用中,遗传算法可以应用于大规模虚拟机调度问题的优化。
一般来说,虚拟机调度问题可以建成一个优化问题模型。
这个优化问题模型的主要难点在于不同虚拟机资源需求的差异性很大,因此需要根据实际情况针对不同情况的需求,建立不同的调度优化算法。
下面我们将分别介绍两种基于遗传算法的虚拟机调度优化算法。
(1)多目标遗传算法在大规模虚拟机调度优化问题中,往往涉及多个目标函数,因此需要采用多目标遗传算法来解决这个问题。
多目标遗传算法可以同时优化多个目标函数,是对单目标遗传算法的扩展。
对于大规模虚拟机调度优化问题而言,多目标遗传算法可以同时优化CPU 利用率、内存利用率、带宽利用率等多个指标,从而更加全面地考虑问题。
第1篇随着云计算和虚拟化技术的快速发展,虚拟机迁移已成为企业提高资源利用率、优化IT架构、降低运维成本的重要手段。
虚拟机迁移可以将运行在不同物理服务器上的虚拟机迁移到同一物理服务器上,或者将虚拟机从一个数据中心迁移到另一个数据中心。
本文将详细探讨虚拟机迁移的解决方案,包括迁移前准备、迁移过程、迁移后验证等方面。
一、虚拟机迁移概述1.1 虚拟机迁移的定义虚拟机迁移是指将虚拟机从一个物理服务器迁移到另一个物理服务器的过程。
虚拟机迁移可以提高资源利用率,降低运维成本,提高系统可靠性。
1.2 虚拟机迁移的分类根据迁移过程中是否中断虚拟机的运行,虚拟机迁移可以分为以下两种类型:(1)在线迁移:在迁移过程中,虚拟机可以继续运行,用户无需中断业务。
(2)离线迁移:在迁移过程中,虚拟机需要停止运行,用户需要中断业务。
二、虚拟机迁移解决方案2.1 迁移前准备2.1.1 确定迁移目标在迁移前,需要明确迁移的目标,包括迁移到的物理服务器、数据中心、网络环境等。
2.1.2 检查虚拟机状态在迁移前,需要检查虚拟机的状态,确保虚拟机可以正常运行。
2.1.3 评估迁移风险在迁移前,需要评估迁移过程中的风险,包括数据丢失、业务中断、网络延迟等。
2.1.4 选择合适的迁移工具根据迁移需求,选择合适的迁移工具,如VMware vMotion、Microsoft Hyper-V Live Migration、Red Hat Live Migration等。
2.2 迁移过程2.2.1 在线迁移在线迁移是指虚拟机在迁移过程中可以继续运行,用户无需中断业务。
(1)启动迁移工具:在源物理服务器上启动迁移工具,连接到目标物理服务器。
(2)选择虚拟机:在迁移工具中选择需要迁移的虚拟机。
(3)开始迁移:点击开始迁移按钮,迁移工具将虚拟机迁移到目标物理服务器。
(4)验证迁移结果:在目标物理服务器上启动迁移后的虚拟机,验证虚拟机是否正常运行。
2.2.2 离线迁移离线迁移是指虚拟机在迁移过程中需要停止运行,用户需要中断业务。
云计算环境下的服务器虚拟化技术摘要随着云计算技术的快速发展,服务器虚拟化技术也越来越被广泛应用。
底层的服务器虚拟化技术是实现云计算的基础,而云计算的普及也引发了更多对服务器虚拟化技术的需求。
本文将对云计算环境下的服务器虚拟化技术进行综述,介绍其中虚拟化的基本概念、虚拟机构建的流程、虚拟化技术的分类以及应用场景等方面,为读者深入了解服务器虚拟化技术提供依据。
关键词:云计算,虚拟化,服务器,技术分类,应用场景一、概述随着云计算技术的广泛应用,服务器虚拟化技术也越来越被人们重视。
服务器虚拟化技术是一种将一台物理服务器虚拟化成多台虚拟机的技术,这种技术大大提高了服务器的利用率和性能,并降低了成本。
虚拟化技术也超越了物理服务器的局限,使得虚拟机可以在不同的物理服务器上动态迁移,提高了服务器的高可用性和弹性。
本文将围绕着云计算环境下的服务器虚拟化技术进行分析和研究,从虚拟化的基本概念到虚拟机构建的流程、虚拟化技术的分类以及应用场景等方面进行探究。
二、虚拟化的基本概念虚拟化技术是将一个物理资源虚拟化为多个逻辑资源来共享和利用,包括计算、存储、网络等多个维度。
在服务器虚拟化中,虚拟化的对象是服务器的硬件资源,包括处理器、内存、硬盘等。
虚拟化技术通过虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor,VMM)来管理和分配虚拟机的资源。
VMM负责模拟一个或多个虚拟机,每个虚拟机都拥有自己的操作系统(OS)和应用程序,并且完全独立于其他虚拟机,即使它们在同一台物理服务器上也是如此。
虚拟机之间相互隔离,可以运行不同的操作系统和应用程序,而不会互相影响。
虚拟化技术可以将一个物理服务器虚拟化成多个虚拟服务器,并且每个虚拟服务器都可以运行不同的操作系统和应用程序。
三、虚拟机构建的流程1. 虚拟机环境的准备构建虚拟机前,需要准备虚拟化环境。
这包括安装虚拟化软件,如VMware ESXi、Microsoft Hyper-V等。
数据中心虚拟化技术研究与资源管理随着云计算技术的不断发展,越来越多的企业开始意识到数据中心虚拟化技术的重要性。
数据中心虚拟化技术可以将传统的物理服务器转化为虚拟机,提高硬件资源利用率、降低成本、增加灵活性和可扩展性。
本文将介绍数据中心虚拟化技术的研究现状和资源管理方法。
一、数据中心虚拟化技术的研究现状数据中心虚拟化技术是近年来研究的热门话题之一。
虚拟机技术是其中的核心,通过在物理服务器上创建多个虚拟机实例,可以在一台服务器上同时运行多个操作系统和应用程序。
虚拟机技术的快速发展使得数据中心的资源利用效率大幅提升,实现了资源的共享和动态分配。
在数据中心虚拟化技术的研究中,主要关注以下几个方面:虚拟机的创建和销毁、虚拟机的资源调度和管理、虚拟机之间的网络通信和安全性等。
虚拟机的创建和销毁是数据中心虚拟化技术的基础,可以通过动态创建新的虚拟机,实现对资源的灵活分配。
虚拟机的资源调度和管理是保证数据中心运行效率的关键,通过动态调整虚拟机所占用的资源,实现资源的高效利用。
虚拟机之间的网络通信和安全性则关系到数据中心整体的运行效果和安全性。
二、数据中心虚拟化技术的资源管理方法在数据中心虚拟化技术中,资源管理是至关重要的一环。
数据中心中的资源包括计算资源、存储资源和网络资源,如何合理地管理这些资源,是提高数据中心效率的关键。
1. 计算资源管理计算资源是数据中心的核心资源之一,包括CPU、内存和磁盘等。
在虚拟化环境下,如何合理地分配计算资源是一个难题。
一种常见的方法是通过动态调整虚拟机的资源配额,根据实际需要分配计算资源。
另一种方法是基于负载均衡的资源管理,根据不同虚拟机的负载情况,自动调整计算资源的分配。
2. 存储资源管理存储资源也是数据中心不可或缺的一部分。
在虚拟化环境下,存储资源的管理变得更加复杂。
一种常见的策略是利用存储虚拟化技术,将物理存储设备抽象为虚拟存储池,通过动态分配和回收存储空间,实现对存储资源的高效管理。
安全管理毕业论文范文5篇安全管理毕业论文范文一论文题目:安全管理模型在云计算环境中的应用摘要:云计算环境中,云虚拟机(VM)在越来越多虚拟化安全管理方面上面临着巨大的挑战,为了解决这一问题,在基于高效且动态部署的条件下提出虚拟机安全管理模型,并利用此模型进行状态调度和迁移,同时对云虚拟机的安全体系结构进行研究.总体来说,该模型是一种基于AHP(层次分析法)和CUSUM(累计总和)DDOS攻击检测算法的可以对虚拟机进行部署和调度以及算法检测的方法.关键词:虚拟机安全;虚拟机部署;虚拟机调度0引言云计算[1]作为一种基于资源虚拟化的新型网络计算模型[2],以数据中心为基础,通过咨询的服务方式和可伸缩的计算资源来满足用户需求.但是随着云计算运营商的快速发展,虚拟化技术在各行各业中越来越受到关注,从而使得越来越多的用户将他们的数据和应用迁移到虚拟环境中,基于这种环境,虚拟机的数量也呈现增长的趋势.与此同时,虚拟机如何实现有效、安全地部署和迁移以实现对数据资源的高效利用也已成为虚拟化管理的一个巨大挑战.比方说,恶意用户通过租用大量虚拟机来对云数据中心发起TCPSYN洪水攻击,而外部环境却无法有效辨别攻击云数据中心的虚拟机,这样的攻击显得更微妙、更难以被快速防御.为了防御这种攻击,基于虚拟机状态迁移技术的虚拟机集群调度程序[3]被提出.文献[4]在KVM虚拟化环境转换模式中讨论了动态移动的实现,且分析了动态迁移的可靠性和安全性.同时,Danev等[5]也在虚拟机安全迁移的vTPM原理和方法下,以硬件的方式研究该模型,继而保证数据实时迁移的安全性.但通过对上述方法的深入研究,发现上述方法不足以保证虚拟环境的安全性,因此,本文基于对虚拟机安全模型的有效部署和管理,实现了一个安全管理关键技术研究与实现的动态迁移.1虚拟机安全管理模型图1展示了一种虚拟机安全管理模型,此模型可以分为四个部分:(1)多物理服务器虚拟机管理系统;(2)虚拟机状态监测系统;(3)基于AHP实时迁移虚拟机技术部署和调度方法;(4)基于CUSUM算法的DDoS攻击监测机制.结合图1可以分析,在用户通过云数据中心获取数据服务时,为了使多个用户在相同的物理服务器上实现资源共享,需要使虚拟机实现安全有效的迁移.虚拟机迁移指的是一个主机上运行的虚拟机(源主机)在运行时可以将数据很便捷地迁移到另一个主机(目标主机)上.但是这种模式下的问题也较突出,例如当一个数据用户在很短的时间内同时在云环境中撤回多个虚拟机时,它将导致物理服务器之间的负载变得不平衡.而且只要大量虚拟机的一些物理服务器上运行的任务发生闲置,同样会导致虚拟机在向用户提供服务的QoS请求过程中发生物理服务器负载不完整.综上所述,基于AHP的虚拟机具体的功能部署和调度方法包括以下四方面:监控物理服务器状态的统计特征;了解虚拟机资源类型以及访问特性;了解虚拟机资源分析的特点;以及在此基础上对物理服务器的安全性能进行评估,继而最终找到最适合的物理服务器部署或迁移以达到优化资源分配的虚拟机集群.同样还有另外一个不可被忽视的问题存在,即TCPSYN洪水攻击.在TCPSYN洪水攻击中,又以分布式拒绝服务攻击为代表,其使用TCP/IP 三路访问,隐藏在不安全的数据库中,由多个攻击发起者向目标主机发送一个SYN+ACK数据包,但是收到SYN+ACK数据包后服务器没有反应,随后可以攻击源IP地址并对攻击发起人进行伪装,从而导致物理服务器无法正常为用户数据请求提供服务,继而表现出极大的破坏性.因此便对互联网的安全性、完整性、可用性构成了严重威胁.这时可以了解到基于CUSUM算法的DDoS攻击检测机制[6],主要特点如下:可进行虚拟机网络流量的信息统计,包括SYN+ACK数据包和FIN+RST数据包:设计和实现改进的CUSUM算法用于快速检测恶意的虚拟机交易.其中,修改后的CUSUM算法从一个正常的TCP连接建立到结束有一个对称的关系,即单个SYN包和一个FIN|RST包配对.当洪水攻击发生时,SYN和FIN+RST数据包中一个数据包的数量将远远超过另一个,并通过检测两者之间的差异来进行辨别防御.2虚拟机安全管理的关键技术无论是物理服务器发生负载太高、超过预定阈值的情况,还是发生低负荷状态的情况,只要这种负载不平衡状态影响到虚拟机通过QoS操作提供服务,那么便需要在物理服务器上进行虚拟机迁移、负载均衡.首先,从云数据中心的使用中获取物理服务器的现有资源,比如称为N1的公式,同时获取其他物理服务器的当前资源使用,如公式(2)表示HN.H1={CPU1,MEM1,BandWidth1}结合图1可以分析,在用户通过云数据中心获取数据服务时,为了使多个用户在相同的物理服务器上实现资源共享,需要使虚拟机实现安全有效的迁移.虚拟机迁移指的是一个主机上运行的虚拟机(源主机)在运行时可以将数据很便捷地迁移到另一个主机(目标主机)上.但是这种模式下的问题也较突出,例如当一个数据用户在很短的时间内同时在云环境中撤回多个虚拟机时,它将导致物理服务器之间的负载变得不平衡.而且只要大量虚拟机的一些物理服务器上运行的任务发生闲置,同样会导致虚拟机在向用户提供服务的QoS请求过程中发生物理服务器负载不完整.综上所述,基于AHP的虚拟机具体的功能部署和调度方法包括以下四方面:监控物理服务器状态的统计特征;了解虚拟机资源类型以及访问特性;了解虚拟机资源分析的特点;以及在此基础上对物理服务器的安全性能进行评估,继而最终找到最适合的物理服务器部署或迁移以达到优化资源分配的虚拟机集群.同样还有另外一个不可被忽视的问题存在,即TCPSYN洪水攻击.在TCPSYN洪水攻击中,又以分布式拒绝服务攻击为代表,其使用TCP/IP 三路访问,隐藏在不安全的数据库中,由多个攻击发起者向目标主机发送一个SYN+ACK数据包,但是收到SYN+ACK数据包后服务器没有反应,随后可以攻击源IP地址并对攻击发起人进行伪装,从而导致物理服务器无法正常为用户数据请求提供服务,继而表现出极大的破坏性.因此便对互联网的安全性、完整性、可用性构成了严重威胁.这时可以了解到基于CUSUM算法的DDoS攻击检测机制[6],主要特点如下:可进行虚拟机网络流量的信息统计,包括SYN+ACK数据包和FIN+RST数据包:设计和实现改进的CUSUM算法用于快速检测恶意的虚拟机交易.其中,修改后的CUSUM算法从一个正常的TCP连接建立到结束有一个对称的关系,即单个SYN包和一个FIN|RST包配对.当洪水攻击发生时,SYN和FIN+RST数据包中一个数据包的数量将远远超过另一个,并通过检测两者之间的差异来进行辨别防御.3功能测试测试环境为Red hat enterprise Linux 4操作系统以及三个物理服务器.测试任务可以拟定为三个物理服务器通过一个统一的接口为简单的云计算环境提供虚拟机租赁服务,用户在云计算环境中,根据一个统一的顺序应用四个虚拟机,其中涉及到应用程序流程的比较以及每个物理服务器之间资源的负载消耗.由于虚拟机应用程序的物理资源和时间是动态平衡过程中导致物理服务器负载不平衡的主要瓶颈,而虚拟机的动态迁移瓶颈恰好是资源和时间动态平衡的物理过程,因此,对于资源的消耗,可以使用虚拟机的数量进行迁移,从而进行粗略的量化.图2显示了虚拟机AHP环境的层次分析结果.通过获取资源特性的虚拟机计算权重向量,将资源利用率合并到物理服务器上,这便是基于权重向量计算层次分析中的每个物理服务器的分数.图2中显示,对于虚拟机1,其权重向量为[0.2,0.6,0.2],并且是一种利用多个个体的组合所获得的资源物理服务器,对物理服务器进行综合计算后,物理服务器2的得分为36.122,物理服务器3的得分为42.288.其中较小的物理服务器得分表示当前的资源物理服务器可以满足其余运行的虚拟机1,但是同时也表明部署虚拟机1是存在一定压力的,因此选择物理服务器2作为最佳物理服务器.4结论针对云计算的虚拟机安全管理需求所提出这种安全管理框架模型,通过讨论虚拟机管理模型研究的功能配置,验证了利用DDoS攻击检测方法来检测通过租用大量虚拟机来启动TCPSYN洪水攻击的方法是可行的,且可以使虚拟机有效地部署和动态迁移.参考文献:[1]Khan A. U. R .,Othman M.,Feng Xia,et al . Con?text-Aware Mobile Cloud Computing and Its Chal?lenges[J]. IEEE Cloud Computing,2015,2(3):42-49.[2]Jain R. Paul S. Network virtualization andsoftwaredefinednetworking for cloud computing:a survey[J]. IEEECommunications Magazine,2013,51(11):24-31.[3]Wei Z.,Xiaolin G.,Wei H. R.,et al. TCPDDOSattack detection on the host in the KVM virtualmachineenvironment[C]. 2012 IEEE/ACIS 11thInternationalConference on Computer and Inforation Science. doi:10.1109/icis.2012.105.[4]Yamuna Devi L.,Aruna P.,Sudha D.D.,et al. Securityin Virtual Machine Live Migration for KVM[A]. Yamu?na Devi,2011 InternationalConference on Process Au?tomation,Control and Computing(PACC)[C].USA:IEEE Computer Society Press,2011:1-6.[5]Danev B,Jayaram M R,Karame G O,et al. Enabling?secure VM-v TPM migration in private clouds[A].Danev,240 the 27th Annual Computer Security Applica?tions Conference[C]. USA:ACM Press,2011:187-196.[6]Fen Y,Yiqun C,Hao H,et al. Detecting DDo S attack?based on compensation non-parameter CUSUM algorithm[J]. Journal on Communications,2008,29(6):126-132.12345下一页。
MOVE功能介绍MOVE(MObility model for Virtualized Environments)是一种用于虚拟化环境中的移动性模型,旨在提供高效的资源管理和优化虚拟机的迁移。
本文将介绍MOVE的基本原理、主要特点和优势,并探讨其在现实世界中的应用。
移动性是虚拟化环境中的一个关键问题,尤其是在云计算和数据中心中。
虚拟机的迁移可以通过动态资源调配来提高资源利用率,实现负载均衡,并提供故障恢复和灾难恢复能力。
然而,虚拟机迁移的成本和性能开销往往是制约因素,因此需要一种高效的移动性模型来解决这些问题。
MOVE的基本原理是将虚拟机的迁移过程建模为一个优化问题。
它通过收集和分析虚拟化环境中的各种信息,如虚拟机的资源需求、网络拓扑、物理机的负载情况等,来确定最佳的迁移策略。
MOVE使用了一系列的算法和技术,如机器学习、优化算法和网络流分析,来实现高效的迁移决策。
MOVE的主要特点之一是其灵活性。
它可以适应不同的虚拟化环境和应用场景,包括云计算、边缘计算和容器化。
MOVE可以根据不同的需求和约束条件,如资源需求、服务质量和能源效率,来生成最佳的迁移策略。
此外,MOVE还支持动态迁移,可以根据实时的负载情况和网络拓扑来调整迁移策略,从而提高系统的效率和性能。
MOVE的另一个特点是其高效性。
它通过利用机器学习和优化算法来提高迁移决策的效率。
MOVE可以通过学习历史数据和分析虚拟机的行为模式,来预测未来的资源需求和负载情况。
基于这些预测结果,MOVE可以生成最佳的迁移策略,从而减少迁移的成本和性能开销。
MOVE的应用领域非常广泛。
在云计算中,MOVE可以实现负载均衡和故障恢复,提高系统的可用性和可靠性。
在边缘计算中,MOVE可以优化资源分配和调度,提高服务质量和用户体验。
在容器化中,MOVE可以实现容器的动态迁移,支持容器的无缝迁移和弹性扩展。
除了上述的应用领域外,MOVE还可以在其他领域中发挥重要作用。
民航云计算环境下的SLA保证策略研究 沈强;杨健;王家亮 【摘 要】In order to create the cloud computing environment for the aviation industry,making the key business of airlines,airports and other users moved to cloud computing platform,it becomes more and more important to implement the refinement of service agreements.The higher request has been proposed for cloud computing resource pooling to the underlying resource management of information system.A reasonable resource scheduling strategy based on cloud computation with efficient workloads and high service grade is helpful to deliver the platform more suitable to the requests of civil aviation cloud users.Therefore,a resource management system has been designed and established which considers business system as key and takes SLA definition of business system and its monitoring,automatic management of the system capacity and resource allocation as its functions.The dynamic load balancing strategy and resource scheduling strategy has been designed and thus the business management system for SLA has been implemented.The results of practical production operations show that balancing load has been realized with the virtual machine live migration technology to guarantee the better effects for both the modeling of dynamic resource allocation process and the realized automatic management of business system.%为了营造民航业应用云计算的环境,让航空公司、机场等用户将关键的业务迁移到云计算平台,细化服务品质,实现服务协议的精细化愈加重要.云计算资源的池化对信息系统底层资源的管理提出了更高要求,基于云计算的高效负载、服务等级的资源调度策略将有助于交付更符合民航业云用户需求的平台.为此,设计并建立了以业务系统为核心,以业务系统SLA定义与监控、业务系统资源和服务使用、业务系统自动化容量管理和资源调配为主要功能的资源管理体系,设计了动态负载均衡策略和资源调度策略并实现了面向SLA的业务管理系统.实际生产运行结果表明,所建立的虚拟机动态迁移技术实现了负载均衡,保证了SLA的动态资源分配过程建模及所实现的业务系统自动化管理均具有较好的应用效果.
超融合物理机迁移方案的资源调度与负载均衡随着大数据和云计算技术的迅猛发展,超融合物理机迁移方案成为了企业提高资源利用率和优化系统性能的重要手段。
在超融合架构中,资源调度与负载均衡起着至关重要的作用,本文将探讨超融合物理机迁移方案的资源调度和负载均衡策略,并分析其在实际应用中的优势与挑战。
一、资源调度策略超融合物理机迁移方案的资源调度旨在实现资源的高效利用和均衡分配。
以下是几种常见的资源调度策略:1. 动态资源调度:通过实时监测物理机的资源利用情况,根据负载情况进行智能调度。
当某台物理机负载过高时,会将其中的虚拟机迁移至负载较低的物理机上,以实现负载的均衡。
2. 预测资源调度:基于历史数据和机器学习算法,预测虚拟机的资源需求,并相应地进行资源分配和迁移。
该策略能够更为准确地预测未来负载情况,有助于提前做好资源调度准备。
3. 策略优化调度:结合应用的特点和需求,制定针对性的资源调度策略。
例如,在处理图像处理任务时,可以将具有相似特征和计算需求的虚拟机部署在同一物理机上,以提高计算效率。
二、负载均衡策略负载均衡是保证超融合架构系统性能和可靠性的关键。
以下是几种常见的负载均衡策略:1. 基于轮询的负载均衡:将请求按顺序均匀地分配给不同的物理机以达到负载均衡。
该策略简单且效果稳定,但无法根据物理机的负载能力进行动态调整。
2. 基于哈希的负载均衡:根据请求的某一属性值(如IP地址或会话ID)计算哈希值,并将请求路由至指定物理机。
相同属性值的请求将被分配到同一台物理机上,以确保数据的一致性和稳定性。
3. 基于负载监测的负载均衡:通过实时监测物理机的负载情况,动态地将请求分配到负载较低的物理机上。
该策略能够更好地适应系统负载变化,并实现负载的均衡。
三、实际应用中的优势与挑战超融合物理机迁移方案的资源调度与负载均衡在实际应用中具有以下优势和挑战:优势:1. 提高资源利用率:通过动态资源迁移和负载均衡,可以充分利用集群中的物理资源,提高系统的整体性能和效率。
CE MAGAZINE PAGE 79云计算环境下的虚拟化安全性评估及加固措施分析刘嘉晨【摘 要】云计算技术的迅速发展使得虚拟化在IT 基础设施中的地位越来越高。
然而,云计算环境下虚拟化安全性问题备受关注,需要进行深入的评估和加固。
本文针对云计算环境下的虚拟化安全性问题展开系统性的研究,通过安全威胁分析、安全需求分析和安全风险评估,探讨虚拟化安全评估方法,并提出相应的安全加固措施。
为云计算环境中相关领域的研究和实践提供了有益的参考和指导。
【关键词】云计算技术;虚拟化;安全性;评估;措施作者简介:刘嘉晨,内蒙古电子信息职业技术学院,助教。
引言随着云计算技术的快速发展,各行各业都在积极采用云计算和虚拟化技术来提高效率和降低成本。
与此同时,云计算环境下的虚拟化安全性问题也日益引起人们的关注。
虚拟化技术的广泛应用带来了新的安全挑战,如虚拟机逃逸、跨虚拟机攻击以及虚拟网络和存储的安全隐患等。
通过更好地了解云计算环境下的虚拟化安全性问题,并提出相应的评估和加固措施,从而有效保护用户的数据和应用安全,进一步推动云计算技术的发展和应用[1]。
一、云计算和虚拟化的基本概念和原理(一)虚拟化技术的概念虚拟化技术是实现云计算的基础,通过在硬件层面或软件层面创建虚拟的资源和环境,实现对计算资源的抽象、隔离和管理。
在云计算环境下,虚拟化技术被广泛应用,为用户提供弹性、可扩展的虚拟资源。
虚拟化技术的概念基于资源隔离和共享的原则,通过将物理资源转化为虚拟的资源,实现对资源的合理管理和利用。
通过虚拟化技术,虚拟机(Virtual Machine)可以在一台物理服务器上运行多个虚拟操作系统,每个虚拟机都相互隔离,仿佛独立运行在一个独立的操作系统中[2]。
(二)云计算环境中的虚拟化技术在云计算环境中,虚拟化技术发挥着至关重要的作用,为云服务的实现和管理提供了有效的技术支持。
云计算环境中的虚拟化技术可以分为计算虚拟化、存储虚拟化和网络虚拟化三个方面。
29卷 第4期2012年4月微电子学与计算机MICROELECTRONICS &COMPUTERVol.29 No.4April 2012
收稿日期:2011-06-10;修回日期:2011-08-15
云环境下基于虚拟机动态迁移的调度策略研究方义秋1,唐道红1,葛君伟2
(1重庆邮电大学计算机科学与技术学院,重庆400065;2重庆邮电大学图书馆,重庆400065)
摘 要:针对目前云环境资源调度采用静态负载均衡策略易于导致资源浪费的问题,提出了一种双限定值的虚拟机动态迁移的调度策略.该策略将当前负载状况与负载过重或过轻时两个限定值比较,选择介于二者之间能耗较低的虚拟机迁移至目标节点.仿真实验表明,该策略能够减少迁移次数,降低虚拟机迁移能耗,从而尽可能达到负载均衡和满足服务等级协议的需求.
关键词:云计算;虚拟机动态迁移;资源调度;减少能耗;负载均衡;服务等级协议中图分类号:TP311 文献标识码:A 文章编号:1000-7180(2012)04-0045-04
Research on Schedule Strategy Based on Dynamic Migration ofVirtual Machines in Cloud Environment
FANG Yi-qiu1,TANG Dao-hong1,GE Jun-wei
2
(1College of Computer Science and Technology,Chongqing University of Posts and Telecommunication Chong
qing 400065,China;2Library,Chongqing University of Posts &Telecom,Chongqing
400065,China
)
Abstract:Aming at the current resource scheduling using the static load balancing strategy in cloud computing
environment could easily lead to the waste of resources,the paper presents the Double Threshold(DT)of scheduling
strategy based on virtual machine live migration.The strategy will compare the current load conditions with doublethreshold values in which is overloading or too light loading,and choose the virtual machine with lower energy
consumption and between with the two values to migrate the destination node.Experimental results show that thestrategy can reduce the migration times and the energy consumption of virtual machine migration,so as to achieveload balancing and meet service level agreement(SLA)requirements.Key words:cloud computing;dynamic migration of virtual machines;resource scheduling;reducing energy;loadbalancing;Service Level Agreement(SLA)
1
引言
云计算的一个很重要的特点就是资源虚拟化[1].通过互联网将这些动态的可扩展的资源连接起来整合成云计算的庞大的计算和存储规模[2],由于云中资源的异构性和用户需求的动态性,如果不能合理地调度资源,势必会导致资源的浪费或者负载过重问题.尽管解决系统负载的方法包括:目标地址散列调度、加权轮叫调度算法等,但是往往都采用静态的负载均衡策略,很难适应用户请求的动态变化.由于计算资源需求在不断增加,总体的能源消耗也将持续增长,资源池中基础设施资源的高能耗导致资源利用率较低和资源管理成本加大.为了减少高电力能耗所带来的巨大代价,云计算平台利用虚拟化技术构建的虚拟集群,能够动态地组织异构的计算资源[3],不仅可以提供有效和安全的计算和存储资源,还可以根据系统的负载变化将虚拟机重新映射到合适的物理主机上,有效地将资源整合并充分利用,从而减少使用的硬件资源的数量和提高资源利用率.这个虚拟机重新映射过程可以借助虚拟机的动态迁移来实现.微电子学与计算机2012年目前,Virtuozzo、Vmware和Cardosa等都进行了虚拟机迁移的相关研究[2],它们没有考虑虚拟机迁移过程所造成的能源消耗和保证用户需求的服务质量.传统的静态虚拟机迁移策略或基于单点限定值的虚拟机迁移策略,没有考虑根据用户请求的资源的变化来动态地调度资源,而导致不必要的迁移开销[3].
2
云环境下基于虚拟机动态迁移的调度
架构
云计算层次架构将云分成了应用层、平台层、虚拟化和基础设施层.云计算的基础设施层不同于网格计算的一个很重要的方面是大规模地部署虚拟化器件和虚拟化环境[4].因此,在云计算中新增加了一个虚拟化层,作为基于云的应用服务的执行和提供托管环境.云的服务核心的硬件基础设施由一个处理服务请求的数据中心来建模.尽管宿主在同一主机上的虚拟机之间的性能是隔离的,但每个虚拟机所获得的处理能力要受到宿主机的处理能力的限制.为了允许在不同级别的性能隔离下模拟不同的资源调度策略,采用了两级虚拟机调度模型:一个是主机级,一个是虚拟机级[5].主机级它可以指定在一个主机中每个内核的处理能力(MIPS)的多少将分配给虚拟机,虚拟机级是指定特定数量的处理能力分配给托管在该级的就绪队列里的单个任务单元.
虚拟机动态迁移架构如图1所示.用户首先将其任务提交到云计算环境中的任何一台服务器上,系统就能根据用户请求自动地将其部署到合适的服务器上,并根据用户的服务器的负载状况来决定由哪一台服务器来完成该用户请求任务,为了实现这样的需求目标,云系统的数据中心根据用户请求动态地迁移云中的虚拟机以调度资源满足用户需求.
云系统的数据中心控制主要负责对云计算环境中虚拟机的创建操作、虚拟机的迁移和虚拟机的销毁操作,提供虚拟机到主机的部署,以及根据用户服务请求选择处理用户任务的服务器.这个模块需要通过与各个虚拟监控器进行交互,以获取各个虚拟机的CPU、内存、存储、带宽以及能耗信息,本文采用
CPU的利用率来描述系统负载.因此,如果CPU的处理能力超出了最高限定值,就称该资源的负载过重;CPU的处理能力低于了最低限定值,就称该资源空闲.资源负载过重或空闲就需要向数据中心发送一个请求迁移的信号,并准备对其进行资源调度.
图1 虚拟机动态迁移的调度架构3
虚拟机动态迁移调度策略的算法实现
对于云环境下基于虚拟机迁移的调度策略需要考虑的问题很多[6].首先,确定什么情况下迁移虚拟机;其次,怎么选择适合迁移的目标主机,然后,如何保证迁移虚拟机到目标主机过程中的服务等级协议;最后,迁移结束后须在源主机上销毁迁移的虚拟机并保证其上的任务继续运行.针对上述问题,根据当前主机的负载动态地迁移调度虚拟机资源,从而有效地解决云计算中资源利用率低和负载不均衡的问题.
3.1
虚拟机迁移流程
虚拟机的迁移流程如图2所示,由以下几个过程组成:(1)确定迁移对象.定时检测物理主机和虚拟机的CPU、内存资源、网络带宽和存储资源使用情况,主要是用资源的CPU利用率判断负载状况,来确定哪个虚拟机需要进行迁移.(2)选择目标节点.查找在云计算环境中节点列表中的其他节点,查找符合源节点虚拟机迁移条件的节点作为要迁移的目标主机,如果找到的话,在两个节点之间建立交互连接,如果没有找到,继续在列表中寻找其他满足条件的节点.(3)启动迁移.发送迁移信号给数据中心,由数据中心启动迁移.(4)虚拟机迁移.将源节点上要迁移的虚拟机的CPU信息、内存信息、网络连接信息打包传递给目标节点.(5)提交.源主机向目标主机提交一个信息,告诉目标主机迁移工作完成.如果提交完成,则目标主机会向源主机发送一个确认信息,表示它现在有了一个完全和源主机上完全一致的要迁移的虚拟机映像.最后,源主机将从它的虚拟机列表中删除该虚拟机.(6)激活.彻底销毁源主机中迁移的虚拟机节点,然后唤醒目标主机中的虚拟机节点,让其继续运行该虚拟机上的任务.
3.2 DT(Double Threshold)策略思想描述以及考
虑参数
根据当前监测到的各个资源的利用率进行判
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