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近年来,云计算作为一个新兴技术以及热门产业越来越多地进入了人们的视野,基于现购现付(pay-as-you-go)模型的服务能为各行各业提供底层IT服务,同时免去构建与维护计算中心的烦恼。各大互联网巨头也都纷纷推出了自己的云计算平台,与之同步的是云计算中心的数量大幅增加,规模也在扩大,在为我们提供了便捷服务的同时,云计算中心的功耗问题也日益突出。由于云计算中心都采用虚拟化技术在为用户提供稳定服务的基础上充分利用计算资源,因此虚拟机在线迁移技术成为降低云计算中心功耗的重要技术。在虚拟机在线迁移的过程中不可避免地会造成虚拟机性能下降带来的服务质量下降,进而有可能导致违反SLA(用户层协议)的情况。如何在保证SLA违反率较低的前提下尽可能利用虚拟机在线迁移技术降低功耗成为热点问题。本文针对虚拟机在线迁移模型中的轻载检测以及虚拟机重分配两个步骤进行优化和算法创新。其中针对当前虚拟机轻载检测方法存在的算法容易引起虚拟机“过迁移”(over-migration)的问题,本文提出了基于阈值的最小CPU利用率法进行轻载检测,从而有效避免了过多虚拟机迁移带来的SLA违反率以及功耗的上升,同时充分发挥了基于阈值的最小CPU利用率法在检测轻载主机的时候时间复杂度很低的优点,从而在前人的基础上在能耗效率和性能、服务质量方面都有一定提升。针对当前虚拟机重分配算法过程逻辑较简单、存在一定功耗下降空间的问题,本文基于模拟退火算法提出了能源感知模拟退火算法(Power aware simulation annealing,PASA)算法,该算法在能源感知最佳适应降序算法(Power aware best fit decreasing,PABFD)的基础上结合了模拟退火算法,从而在很大程度上避免了能源感知最佳适应降序算法容易落入局部最优解陷阱的缺点,且通过实验证明PASA算法相比PABFD算法能耗和SLA违反率更低。本文使用CloudSim模拟器作为仿真平台,模拟了含有800个物理节点的大型云计算中心,在其中测试了文中提出的新型算法组合,经过大量的实验最终确定了算法阈值与模拟退火算法的参数,并在测定出的最佳参数下用功耗与SLA违反率作为指标与前人提出的最佳算法组合作对比。结果显示,相比前人提出的最佳算法组合,文中提出的新型算法组合的功耗下降了16.79%,SLA违反率下降了85.37%,且相比单独使用本文提出的两个算法,将两个算法结合在一起使用能够带来更好地能耗效率、性能表现以及服务质量。因此本文提出的算法组合在最大程度上保证性能以及服务质量的同时尽可能地开发了虚拟机在线迁移带来的功耗下降,对云计算中心的功耗以及服务质量有一定改善作用。