[发明专利]利用虚拟机并发迁移技术降低云计算平台能源消耗的方法

说明书

技术领域

本发明属于云计算平台技术领域，具体为一种利用虚拟机并发迁移技术降低云计算平台能源消耗的方法。 

背景技术

当今世界，由于可用能源的存储总量有限，而能源的消耗总量却不断增加，因此，节能技术越来越受到人们的重视。随着近年来云计算的迅猛发展，各大公司都推出了服务器规模达到数以百万计的大型数据中心，对能源的消耗非常高，因此如何降低云计算平台的能耗成为了一个重要的课题。因此，本专利所描述的节能方法，能够通过降低完成相同任务情况下服务器所需要的能耗，同时也为节能事业做出贡献。

虚拟机在线迁移是云计算平台提供的重要功能之一。云计算平台可通过在线迁移技术，在多个不同物理主机之间进行负载均衡与服务器整合，将多台物理主机的服务整合在一台或少数几台物理主机上，同时关闭闲置的物理主机，从而降低整体功耗。与此同时，在线迁移技术能够所运行服务的可用性，一次迁移所造成的服务不可用时间仅仅为数百毫秒。

现有的在线迁移技术需要将虚拟机的所有内存通过网络从源主机传输至目标主机。由于虚拟机所运行的服务持续运行，因此在网络传输过程中，虚拟机的内存同时不断发生变化，因此单轮传输并不足够完成虚拟机迁移，而是通过多轮传输进行。每一轮需要首先扫描虚拟机内存相对比上一轮传输时所产生的差异，并传输内存差异量，在末轮会暂停虚拟机并传输剩余的内存。由于每一轮都需要传输内存差异量，因此每一轮所消耗的时间越长，就会产生更多的内存差异量。

发明内容

本发明的目的在于提出一种能够方便、有效降低云计算平台能源消耗的方法。

本发明提出的降低云计算平台能源消耗的方法，是通过减少虚拟机在线迁移时无效数据传输，提高虚拟机迁移的效率，降低完成迁移的能量消耗，从而减少服务器能耗。

本发明的主要原理为：将虚拟机在线迁移中的内存扫描与网络传输步骤进行并行化,进而减少无效的内存传输，避免不必要的能量消耗。原理有以下几点：第一，通过并发内存扫描，降低单次扫描的时间。第二，通过并发网络传输，降低单次传输的时间。第三，通过前两者，降低单轮扫描/传输的时间，从而降低两轮之间所产生的内存差异量,进而减少由于重复的内存变化而发生的网络传输。第四，无效网络传输的减少使得迁移的效率增加，从而减少了单次迁移所消耗的能量。第五，单次迁移性能的提高有助于云计算全局的迁移策略更灵活，管理员能够更加充分的利用迁移进行负载均衡与服务整合，从而在更大的范围内进行能耗的管理与优化。

本发明提出的降低云计算平台能源消耗的方法，具体步骤为：

首先，使用多核处理器并发进行内存扫描，减少单次内存扫描所需要的时间；

其次，使用多网卡并发传输方式进行内存数据的传输，从而减少单次传输的时间。由于单次扫描/传输时间的减少，使得在此期间的内存变化量随之减少，从而降低了完成在线更新所需要的扫描/传输轮次。

再次对两次传输的内存差异量进行判断，若差异量小于一定阈值，则暂停虚拟机并进入末轮扫描/传输，从而进一步减少不必要的轮次。

本发明方法一方面能够在保证最小化服务不可用时间的同时，有效提高虚拟机在线迁移的效率，压缩虚拟机在线迁移的时间，减少无效数据的传输总量，从而降低完成等效工作量的服务器能耗。另一方面，由于单次迁移所需要的功耗降低，管理员可对云计算平台的整体迁移策略进行进一步优化，通过更灵活的利用虚拟机动态迁移技术来，在更大的节点范围进行负载均衡，从而进一步提高全局的服务器能量利用效率。