虚拟机集群自适应负载均衡策略

针对虚拟机集群资源负载不平衡的问题,为提高资源利用率,提出一种集群自适应调度策略。首先将虚拟机资源按类别进行划分,然后通过量化各类资源对系统性能的影响,采用随机概率选择算法,完成对拟迁移的虚拟主机和目标迁移节点的选择,从而解决系统负载不平衡问题。实验结果表明,该方法能有效改善系统性能和提升资源利用率。     

云环境下面向能耗降低的虚拟机部署算法

为降低大规模数据中心的能耗,提出了一种虚拟机部署算法——三阈值节能算法(TTEA).该算法利用能耗与处理器资源利用率的线性关系,将负载过重和负载过轻主机上的虚拟机迁移到负载适度的主机上,而负载正常主机上的虚拟机不发生迁移.基于TTEA,进一步提出了4种虚拟机的选择策略,并通过实验对比选择HLGP策略作为最佳策略.仿真结果表明,与单阈值算法和双阈值算法相比,HLGP策略能有效降低数据中心的能耗,保持高的服务质量.     

基于猫群优化算法的云计算虚拟机资源负载均衡调度

为了提高虚拟机资源调度的利用率, 实现虚拟机资源合理调度, 提出一种基于猫群优化算法的虚拟机资源调度优化方法. 首先根据虚拟机资源调度优化目标构建数学模型; 然后综合考虑最短时间与最优负载构建猫群优化算法的适应度函数, 并通过模拟猫的日常行为实现虚拟机资源调度最优方案的寻优; 最后在CloudSim平台上对该算法的有效性进行测试. 测试结果表明, 该算法能获得更优的虚拟机资源调度方案, 保证了虚拟机资源的负载均衡, 可以满足用户需求的偏好性.     

基于遗传算法的集群虚拟机资源调度研究

针对集群虚拟机的调度问题,提出了一种基于遗传算法的调度方法.此方法根据虚拟机调度问题的具体情况构造染色体和初始种群,进而根据选择、交叉、变异操作衍生种群.在适应度函数构建过程中,充分考虑了虚拟机调度中对CPU、内存、带宽的资源利用率要求、调度时间需求和服务费用需求.实验结果表明,本文调度方法获得的调度结果在资源利用率和执行时间方面都具有明显的优势.     

云数据中心基于负载预测的物理主机状态检测策略

针对云数据中心现有物理主机状态检测算法对提高云数据中心物理资源的利用率效果不明显问题,提出了基于负载预测的物理主机状态检测策略(load prediction based physical host status detection,LP-PHSD),LP-PHSD利用时间序列和二次指数平滑法预测出物理主机在未来一段时间内的资源利用率情况,同时结合绝对中位差方法,确定资源利用率动态阈值边界,选择适当的时刻进行迁移,提高物理资源的利用效率,降低能量消耗.LP-PHSD包括源物理主机状态检测和目标物理主机状态检测2个部分,可以很好地判断出虚拟机迁移的时刻.实验表明,经LP-PHSD策略优化后的新虚拟机迁移方法与近几年的BenchMark迁移模型比较起来,云数据中心的总体能量消耗降低,虚拟机迁移次数减少,云服务质量明显提高.     

一种基于资源使用阈值边界的虚拟机分配策略

虚拟机分配策略是提高云数据中心的物理主机利用率和降低能量消耗的关键技术。提出一种基于资源使用阈值边界的虚拟机(resource utilization thresholds virtual machine,RUT-VM)分配算法,建立了资源使用效率阈值边界和性能参数的数学模型; RUT-VM算法可以根据云端当前工作负载的状态来获得资源的使用效率情况,在工作负载高于或者低于设置的阈值上界与阈值下界时,将物理主机上的虚拟机进行迁移,放置到新的物理主机上。利用CloudSim3.0作为云数据中心的云端RUT-VM分配策略的测试环境。测试结果表明,RUT-VM分配算法可以减少云数据中心的服务等级协议(service level agreement,SLA)违规,保证云计算的服务质量, 与其它的虚拟机分配算法比较起来,可以明显的降低能量消耗。     

基于BP神经网络负载预测的虚拟机部署策略

针对传统基于择优选择的虚拟机部署机制忽略了业务对负载指标要求的差异,并且对目标服务器的负载缺乏有效预测,易导致负载不均衡和虚拟机过度迁移等问题,提出一种优化的虚拟机部署策略.首先设计一种改进的BP神经网络算法对服务器节点的负载进行预测,然后实施虚拟机加权部署,使虚拟机部署在合适的服务器上.实验结果显示:该策略在基于时间序列的负载预测上具有较高的拟合精度,可提升虚拟机部署的稳定性.     

一种云环境下的虚拟机负载均衡算法

针对多数负载均衡算法都以虚拟机的CPU、内存等资源的利用率作为优化目标,而未考虑虚拟机上总任务工作时长不均衡导致任务总等待时长增加的问题,提出一种结合随机森林分类器的粒子群优化算法用于解决虚拟机的负载均衡问题.该算法不仅均衡了虚拟机的CPU利用率和内存利用率,也将虚拟机上总任务工作时长作为优化目标,以达到均衡虚拟机资源利用率,同时减少任务总等待时间的目的.仿真实验结果表明,该算法能有效解决虚拟机的负载均衡问题.     

可负载均衡的实时虚拟机VCPU调度算法

针对多核环境下的现有实时虚拟机VCPU(virtual CPU)调度算法不能在保证任务可调度的基础上高效地使用CPU资源的问题,提出一种改进的实时虚拟机VCPU调度算法LBP-EDF(基于独立队列的可负载均衡的最早截止时间优先调度算法).该算法采用了独立队列的方式,以避免共享队列带来的竞争开销.同时算法能够识别紧急任务,并通过负载均衡的机制及时地将紧急任务迁移到负载较轻的CPU上执行,在保证任务可调度的基础上,同时达到充分使用CPU资源的目的.实验结果表明:在保证任务可调度的基础上,LBPEDF较其他算法有更高的CPU利用率.     

一种基于进程迁移的自适应双阈值动态负载平衡系统

为了实现机群系统内负载的均衡分布 ,提高资源利用率和系统的吞吐率 ,论文设计并实现了基于并行虚拟机环境的可迁移动态负载平衡系统。该系统采用集中式任务调度 ,定义了负载向量的计算方法 ,同时设计了“自适应双阈值算法”实时监测系统下各结点的负载信息 ,并实现了同构机群系统下进程的动态迁移。该算法有效保证了负载信息的及时性和准确性 ,避免了进程迁移的颠簸现象。实验结果表明 ,由于采用了自适应算法 ,本系统额外开销较小 ,能有效改善动态任务的分配和调度 ,提高系统的并行运行性能。     

基于Xen的虚拟机动态迁移技术研究

Xen是一种开源的虚拟化软件,在虚拟机动态迁移技术领域有着广泛的应用。在分析了Xen虚拟机动态迁移技术原理及迁移架构的基础上设计并开展相关实验,将实验结果中不同负载情况对迁移性能的影响做了对比分析后发现Xen能够较好的完成虚拟机在线迁移工作,为虚拟环境下的服务器负载平衡提供了保障。     

基于虚拟机的网络安全实验平台的构建

探讨利用虚拟机技术进行网络安全实验平台的构建,以实现复杂的网络环境。介绍了虚拟机的原理及配置方法,实验结果表明所构建的虚拟环境达到了与真实网络环境完全相同的效果。     

一种融合虚拟机选择的虚拟机放置方法

为了节省云数据中心的能量消耗,提出一种融合虚拟机选择的虚拟机放置方法.该策略将虚拟机迁移过程划分为物理主机状态检测,虚拟机选择和虚拟机放置3个步骤;在物理主机状态检测和虚拟机选择阶段,选取了Cloudsim项目中已有的且被证明是优秀的鲁棒局部归约检测方法和最小迁移时间选择方法;在最后的虚拟机放置阶段,以虚拟机和物理主机...     

面向可扩展集群环境的快速虚拟机迁移方法

在集群环境下,为了提高虚拟机Xen的迁移效率,提出了一种面向可扩展集群环境的快速可靠的虚拟机迁移方法.通过在分布式文件系统GlusterFS中增加Heartbeat监测模块,实时监测集群环境中物理机节点的加入与退出,动态创建或修改GlusterFS文件系统的配置文件.为了使GlusterFS文件系统能够自动管理节点,设...     

一种硬件虚拟化技术的Rootkit及其检测

硬件虚拟化技术的出现使得程序员在x86平台上构建虚拟机的方法更加简单,同时也为Rootkit的研究提供了新的平台。硬件虚拟化技术的Rootkit(HVM Rootkit)的出现对计算机信息安全领域提出了新的挑战。为了研究这种新的Rootkit技术,介绍了硬件虚拟化技术和HVM Ro-otkit的工作机制,在此基础上对HVM Rootkit的键盘过滤和网络传输功能进行设计和实现,展示攻击者如何利用HVM Rootkit对用户计算机造成的安全威胁,对HVM Rootkit的检测问题进行分析,讨论HVM Rootkit的进一步研究方向。     

Information transfer model of virtual machine based on storage covert channel

Aiming at the problem that virtual machine information cannot be extracted incompletely, we extend the typical information extraction model of virtual machine and propose a perception mechanism in virtualization system based on storage covert channel to overcome the affection of the semantic gap. Taking advantage of undetectability of the covert channel, a secure channel is established between Guest and virtual machine monitor to pass data directly. The Guest machine can pass the control information of malicious process to virtual machine monitor by using the VMCALL instruction and shared memory. By parsing critical information in process control structure, virtual machine monitor can terminate the malicious processes. The test results show that the proposed mechanism can clear the user-level malicious programs in the virtual machine effectively and covertly. Meanwhile, its performance overhead is about the same as that of other mainstream monitoring mode.     

一种新型虚拟进程运行环境——SPVM

通过对传统虚拟机的特点分析，提出一种用于单进程虚拟运行的环境，在保证进程运行时逻辑隔离 的基础上，避免了传统虚拟机由于客户操作系统引起的空间利用率和性能较低的缺点，对相关问题进行了讨论，并 对SPVM的进一步工作做出了展望。     

基于多目标优化的虚拟机放置方法

在虚拟机放置问题中,传统启发式方法不能完全适用于复杂的云计算环境,采用智能算法的研究又缺乏对时间开销的考虑。针对上述问题,提出一种基于Memetic算法的虚拟机放置(Memetic algorithm-based virtual machine placement MAVMP)方法。MAVMP方法针对云数据中心运营情况建立了最小化能耗、最小化运行时服务等级协议违例率(service level agreement violation time per active host, SLATAH)以及最大化资源利用率的多目标优化模型,将虚拟机按照资源请求情况进行分类,并利用该分类方法改进了Memetic算法,利用改进后的Memetic算法求解多目标优化模型,得到虚拟机放置方案。仿真实验结果表明,仿真数据中心利用MAVMP方法进行虚拟机放置后,其在能耗、资源利用率以及服务质量的评价指标上都有着良好表现。并且,MAVMP方法与已有的基于智能算法的虚拟机放置方法相比计算时间也大幅下降。