[發明專利]利用虛擬機并發遷移技術降低云計算平臺能源消耗的方法

無效

• 申請號: 201210117918.5
• 申請日: 2012-04-22
• 公開（公告）號: CN102662746A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 宋翔;施繼成;夏虞斌;陳海波;臧斌宇
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: G06F9/46
• 分類號: G06F9/46;H04L29/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于云計算平臺技術領域，具體為一種利用虛擬機并發遷移技術降低云計算平臺能源消耗的方法。?

背景技術

當今世界，由于可用能源的存儲總量有限，而能源的消耗總量卻不斷增加，因此，節能技術越來越受到人們的重視。隨著近年來云計算的迅猛發展，各大公司都推出了服務器規模達到數以百萬計的大型數據中心，對能源的消耗非常高，因此如何降低云計算平臺的能耗成為了一個重要的課題。因此，本專利所描述的節能方法，能夠通過降低完成相同任務情況下服務器所需要的能耗，同時也為節能事業做出貢獻。

虛擬機在線遷移是云計算平臺提供的重要功能之一。云計算平臺可通過在線遷移技術，在多個不同物理主機之間進行負載均衡與服務器整合，將多臺物理主機的服務整合在一臺或少數幾臺物理主機上，同時關閉閑置的物理主機，從而降低整體功耗。與此同時，在線遷移技術能夠所運行服務的可用性，一次遷移所造成的服務不可用時間僅僅為數百毫秒。

現有的在線遷移技術需要將虛擬機的所有內存通過網絡從源主機傳輸至目標主機。由于虛擬機所運行的服務持續運行，因此在網絡傳輸過程中，虛擬機的內存同時不斷發生變化，因此單輪傳輸并不足夠完成虛擬機遷移，而是通過多輪傳輸進行。每一輪需要首先掃描虛擬機內存相對比上一輪傳輸時所產生的差異，并傳輸內存差異量，在末輪會暫停虛擬機并傳輸剩余的內存。由于每一輪都需要傳輸內存差異量，因此每一輪所消耗的時間越長，就會產生更多的內存差異量。

發明內容

本發明的目的在于提出一種能夠方便、有效降低云計算平臺能源消耗的方法。

本發明提出的降低云計算平臺能源消耗的方法，是通過減少虛擬機在線遷移時無效數據傳輸，提高虛擬機遷移的效率，降低完成遷移的能量消耗，從而減少服務器能耗。

本發明的主要原理為：將虛擬機在線遷移中的內存掃描與網絡傳輸步驟進行并行化,進而減少無效的內存傳輸，避免不必要的能量消耗。原理有以下幾點：第一，通過并發內存掃描，降低單次掃描的時間。第二，通過并發網絡傳輸，降低單次傳輸的時間。第三，通過前兩者，降低單輪掃描/傳輸的時間，從而降低兩輪之間所產生的內存差異量,進而減少由于重復的內存變化而發生的網絡傳輸。第四，無效網絡傳輸的減少使得遷移的效率增加，從而減少了單次遷移所消耗的能量。第五，單次遷移性能的提高有助于云計算全局的遷移策略更靈活，管理員能夠更加充分的利用遷移進行負載均衡與服務整合，從而在更大的范圍內進行能耗的管理與優化。

本發明提出的降低云計算平臺能源消耗的方法，具體步驟為：

首先，使用多核處理器并發進行內存掃描，減少單次內存掃描所需要的時間；

其次，使用多網卡并發傳輸方式進行內存數據的傳輸，從而減少單次傳輸的時間。由于單次掃描/傳輸時間的減少，使得在此期間的內存變化量隨之減少，從而降低了完成在線更新所需要的掃描/傳輸輪次。

再次對兩次傳輸的內存差異量進行判斷，若差異量小于一定閾值，則暫停虛擬機并進入末輪掃描/傳輸，從而進一步減少不必要的輪次。

本發明方法一方面能夠在保證最小化服務不可用時間的同時，有效提高虛擬機在線遷移的效率，壓縮虛擬機在線遷移的時間，減少無效數據的傳輸總量，從而降低完成等效工作量的服務器能耗。另一方面，由于單次遷移所需要的功耗降低，管理員可對云計算平臺的整體遷移策略進行進一步優化，通過更靈活的利用虛擬機動態遷移技術來，在更大的節點范圍進行負載均衡，從而進一步提高全局的服務器能量利用效率。