[发明专利]一种云数据中心里基于共享内存页面的虚拟机整合方法

说明书

本发明公开了一种云数据中心里基于共享内存页面的虚拟机整合方法，当云数据中心里热迁移虚拟机时，首先按物理资源可用量降序排列物理机，然后每次从待选虚拟机中挑选一定数量的包含最小内存页面数量的虚拟机装载至物理机上，直到所有虚拟机都被整合至物理机中。本发明在整合虚拟机至物理机时利用了虚拟机内存内容之间的相似性，在使用了较少数量的物理机同时，也大幅度减少了热迁移虚拟机时所需传输的内存数据量，从而提高云数据中心里物理资源的利用率。

技术领域

本发明涉及一种云数据中心里整合虚拟机的方法，具体涉及一种云数据中心里基于共享内存页面的虚拟机整合方法。

背景技术

目前云计算逐步走出了新兴技术的阶段，越来越多的用户正在投入云计算服务的怀抱。随着用户数量的大规模增长，各个云数据中心也都在通过增加服务器的方式来扩展其规模。如何有效利用大规模的物理服务器是云数据中心面临的一大难题。通过虚拟机热迁移，云数据中心能在不中断服务的情况下将虚拟机从物理资源过度使用的物理机上转移至物理资源尚未被充分使用的物理机上。通过虚拟机迁移，云数据中心的负载得到了均衡，物理资源也能被更有效地利用。

在虚拟机热迁移过程中，面临一大挑战，即虚拟机整合问题，即给定一组待迁移的虚拟机，如何给每台虚拟机选择合适的物理机进行放置，才能使用最少数目的物理机来装下这批虚拟机。使用的物理机数量越少，意味着云数据中心里的物理资源利用率越高。

另一方面，由于虚拟机在迁移时需要通过网络在不同物理机之间传输大量的内存数据，因此会导致迁移时间较长、网络压力较大的问题。这样的情况会进一步导致云服务用户体验大幅下降的问题。

综合以上两方面情况，需要研究一种能减少迁移过程中数据传输量的虚拟机整合算法。

研究发现虚拟机内存内容之间存在很大的相似性。虚拟机内存以内存页面为基本单位进行存储。在内存页面的角度观察发现，使用相同或相似操作系统、相同应用软件的虚拟机之间有很多内存页面是完全一样或是相似的。通过利用这种性质，虚拟机热迁移过程中需要传输的虚拟机内存量能大幅降低：当往一台物理机上迁移多台虚拟机时，相同的内存页面只需要传输一次即可。

关于利用虚拟机内存内容之间相似性进行迁移过程中的虚拟机放置问题研究已经有了若干成果，比如Greedy-Flow算法、SAVMP算法、G-MSAVMM算法，但是它们都存在一些不足。在替一台待迁移虚拟机选择目标物理机时，Greedy-Flow算法会选择与其有着内存内容相似性最大的物理机，但是这种方法忽略了虚拟机整合问题。SAVMP算法问题在考虑整合虚拟机的同时还利用了虚拟机内存内容的相似性，但是没有考虑其他的资源约束，如CPU资源等。G-MSAVMM算法考虑了如何才能让一台物理机装下尽可能多的虚拟机，同时也利用了虚拟机内存内容的相似性，但是没有考虑存在多台目标物理机的情况。

因此，还需要设计一种能够解决现有方法存在的上述不足的虚拟机整合方法。

发明内容

本发明所解决的技术问题是，针对现有技术的不足，提供了一种云数据中心里基于共享内存页面的虚拟机整合方法，在整合虚拟机至物理机时利用了虚拟机内存内容之间的相似性，能够优化云数据中心热迁移虚拟机过程中的占用的物理机数量，同时大幅度减少了热迁移虚拟机时所需传输的内存数据量，从而减少网络压力，缩短迁移时间，提高了云数据中心里物理资源的利用率。

本发明为解决上述技术问题所提供的技术方案为：

一种云数据中心里基于共享内存页面的虚拟机整合方法，包括以下步骤：