2017 年 11 月 Journal on Communications November 2017
2017268-1
第 38 卷第 Z2 期 通 信 学 报 Vol.38
No.Z2
感知应用特征与网络带宽的虚拟机在线迁移优化策略
李湘
1
，陈宁江
1,2
，杨尚林
1
，李华
1
(1. 广西大学计算机与电子信息学院，广西 南宁 530004；2. 广西大学广西多媒体通信与网络技术重点实验室，广西 南宁 530004)
摘 要：首先对虚拟机在迁移过程中，内存脏页面产生数量与不同应用特征的密切关系进行了实验验证。在感知
不同的虚拟机应用特征环境的基础上，使用 GM(1,N)灰色预测模型对每次迭代周期产生的内存脏页面数进行预测。
同时使用残差修正进行误差调整，使预测结果更可靠，结合预测的内存脏页面数量进行网络带宽动态预留调整。
实验表明：与传统的 pre-copy 策略相比，本方法在含网络密集型应用或内存密集应用的虚拟机迁移时，能够有效
提高网络性能，降低迁移时间。
关键词：虚拟机迁移；灰色预测模型；网络带宽；应用特征
中图分类号：TP393 文献标识码：A
Optimization strategy of virtual machine online
migration with awareness of application
characteristics and network bandwidth migration
LI Xiang
1
, CHEN Ning-jiang
1,2
, YANG Shang-lin
1
, LI Hua
1
( 1. School of Computer and Electronic Information, Guangxi University, Nanning 530004, China;
2. Guangxi Key Laboratory of Multimedia Communications and Network Technology, Guangxi University, Nanning 530004, China)
Abstract: Firstly the experiments to verify the relationship between the number of dirty memory pages and application
characteristics which exist in virtual machine migration was conducted. Then, different virtual machine application cha-
racteristics were perceived, with which the number of dirty memory pages produced during the migrations was predicted
by the use of GM(1,N) grey prediction model.At the same time, using residual correction to adjust error makes results
more reliable. According to the prediction of memory dirty pages, network bandwidth was adjusted and reserved. Compared
with the traditional pre-copy strategy, the given experiments show that the optimized strategy proposed can improve the per-
formance of network and reduce migratory cost for the memory-intensive and network-intensive applications.
Key words: virtual machine migration, grey prediction model, network bandwidth, application characteristic
1 引言
在线迁移是一种网络密集型活动，它要求传输
几 GB 甚至几十 GB 的虚拟机内存状态从源宿主机到
目的宿主机。目前，主流的虚拟化平台(KVM、XEN
和 VMware 等)都支持 pre-copy 算法进行在线迁移。
pre-copy 方法能够有效缩短迁移时间和提高迁移性
能，但在实际应用中，受迭代收敛性、虚拟机不同
应用特征和资源限制的影响，该方法迁移网络密集
型和内存密集型虚拟机时迁移性能并不理想。由于
pre-copy 的广泛性和可研究性，所以本文主要对
pre-copy 在线迁移方法进行优化。目前，在预测虚拟
机内存脏页面方法中都没有考虑到虚拟机应用特征
环境对虚拟机内存脏页面的影响。虚拟机的应用特
收稿日期：2017-09-14
通讯作者：陈宁江，chnj@gxu.edu.cn
基金项目：国家自然科学基金资助项目（No.61363003）；国家科技支撑计划课题基金资助项目（No.2015BAH55F02）；广西
自然科学基金资助项目（No.2017GXNSFAA198141）
Foundation Items: The Natural Science Foundation of China (No.61363003), The National Key Technology R&D Program of Chi-
na (No.2015BAH55F02), The Natural Science Foundation of Guangxi Province (No.2017GXNSFAA198141)
doi:10.11959/j.issn.1000-436x.2017268
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