[发明专利]一种基于带宽感知的虚拟机迁移压缩方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于带宽感知的虚拟机迁移压缩方法及系统，属于计算机虚拟化领域。本发明方法以预设的频率检测网络带宽，利用带宽和压缩策略表中的每对压缩率和压缩速度计算迁移速度，选择最大迁移速度所对应的压缩方法进行压缩迁移，在进行内存数据压缩前先将多个内存页合并为一个数据包，再对数据包进行整体压缩迁移，直到完成压缩迁移；同时本发明还提供了一种基于带宽感知的虚拟机迁移压缩系统，本发明技术方案根据带宽动态调整压缩方法使迁移系统获得更大的迁移速度，从而获得更短的迁移时间，同时减少数据传输量，节省网络资源。

技术领域

本发明属于计算机虚拟化领域，更具体地，涉及一种基于带宽感知的虚拟机迁移压缩方法及系统。

背景技术

近年来，随着云计算以及虚拟化技术的发展，虚拟机正在越来越广泛地被部署于数据中心以及集群环境中。由于虚拟机可以对计算机资源进行抽象模拟，可以在已有的计算机硬件资源基础上，模拟出虚拟硬件资源，因此它具有模拟不同平台、提高计算机资源利用率、便于管理、应用隔离等众多优点。

虚拟机迁移，是指在保证虚拟机中服务正常运行的同时，虚拟机在不同的物理主机之间进行迁移。为了保证迁移过程中虚拟机服务的可用性，迁移过程仅有非常短暂的停机时间。由于停机切换的时间非常短暂，用户感觉不到服务的中断，因而迁移过程对用户是透明的。虚拟机迁移适用于数据中心的负载均衡、节能以及系统维护等诸多场景，因此是虚拟化技术的一个非常重要的特性。

虚拟机迁移通常是在本地局域网内进行的，这种环境中虚拟机是采用共享存储的方式访问外存，因此只需要迁移虚拟机的内存数据以及虚拟cpu等设备状态即可，并且虚拟机内存占了所需迁移数据的绝大部分。预拷贝方式是被各个虚拟化平台广泛采用的最主要的迁移算法。预拷贝的迁移过程是首先拷贝完整的虚拟机内存镜像到目标主机。在此过程中，由于虚拟机仍在运行，其一部分内存页会被修改，这些被修改过的内存脏页需要在下一轮迭代中再次传输到目标主机。此后每一轮迭代过程中产生的脏页都需要在下一轮重新传输，从而保证内存状态的一致性。经过多轮迭代，最终剩余的脏页数量比较少，达到预设的阈值时，就可以进行停机拷贝，结束迭代拷贝的过程。

现有的预拷贝迁移方式虽然可以实现较短的停机时间，但是存在以下问题：由于内存数据需要多轮的迭代传输，其网络传输数据量较大，迁移时间也较长；此外，如果虚拟机中运行的负载是写内存密集型的，那么虚拟机内存被写脏的速度可能会过快，这时预拷贝的迁移方式便无法正常收敛进入停机拷贝阶段，也就无法正常地完成迁移过程。这些问题大大影响了虚拟机迁移的性能，导致在数据中心中使用虚拟机迁移技术时不能达到预期的效果。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于带宽感知的虚拟机迁移压缩方法及系统，其目的在于先检测多种压缩方法分别用于多种典型负载的压缩率和压缩速度，建立压缩索策略表，再以预定的频率感知带宽，计算当前带宽下各个压缩方法所对应的迁移速度，利用最大迁移速度所对应的压缩方法进行压缩迁移，由此解决常规压缩迁移技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于带宽感知的虚拟机迁移压缩方法，该方法以预设的频率检测网络带宽，利用带宽和压缩策略表中的每对压缩率和压缩速度计算迁移速度，选择最大迁移速度所对应的压缩方法对虚拟机当前内存数据进行压缩迁移。

进一步地，本发明方法具体包含以下步骤：

(1)监测网络带宽，获得虚拟机迁移可以利用的实时网络带宽St；

(2)利用压缩策略表中各种压缩方法所对应的压缩率ρ_i和压缩速度Sc_i计算迁移速度Smgt_i，

Smgt_i＝min(Sc_i,St×ρ_i)，

得到多个迁移速度，对比得出最大的迁移速度；