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虚拟机实时迁移技术允许虚拟机在不同物理主机之间进行重定位,在云计算、数据中心、数据库一体机等新型系统平台中,这一技术为资源管理提供了强有力的支持。利用虚拟机实时迁移技术实现高效的数据库系统迁移,可以满足新型系统平台对数据库系统迁移的要求。因此,针对数据库系统迁移的要求,研究虚拟机实时迁移模型、基于改进迁移模型的实时迁移方法、虚拟机内存迁移优化算法、实时迁移过程中的自适应性能调优等具有重要意义。 为了改进现有的基本迁移模型的迁移性能,设计了新的状态同步模型,包括基于状态更新速度控制的状态同步模型、基于按需复制的状态同步模型,以及混合模型。其中,基于状态更新速度控制的状态同步模型确保了状态的更新速度小于状态的同步速度,从而保证了状态同步过程中源端与目的端之间的状态差异是逐步收敛的。基于按需复制的状态同步模型加入了一个按需复制过程,将源端与目的端之间单一方向的状态数据同步变成了双向同步,极大地改善了基本迁移模型的停机时间。混合模型结合了以上两种模型的优点,是介于两者之间的一种迁移模型。 基于改进的迁移模型设计了一个新的实时迁移方法,包括迁移预处理算法、内存迁移算法、其他资源的迁移方法,以及故障恢复和迁移安全性的设计。其中,在迁移预处理的目的端选取问题上设计了资源排序和快速响应策略,在目的端资源预留问题上设计了资源抢占和弹性调节策略。内存迁移算法的设计中,除了根据3种改进的迁移模型设计的相应迁移算法之外,还针对迁移过程设计了冗余存储映射和网络节流优化方法。在其他资源的迁移方法研究中,分别针对源端和目的端主机处于同一局域网和不同局域网的情况设计了相应的网络重定向方法。针对各类故障类型设计了相应的故障检测和故障处理方法,并证明了实时迁移方法能够达到迁移安全性要求。最后,通过实验验证了改进的实时迁移方法的有效性。 为了改进虚拟机实时迁移中最为关键的内存迁移过程的性能,设计了一个新型数据过滤器,并在此基础上设计了一个内存迁移优化算法。其中,数据过滤器包含两个关键性概念,分别是内存写的状态转移模型和局部可写工作集。内存写的状态转移模型以内存写访问的密集区域分布特点来标记虚拟机内存的不同状态,并将连续的内存写访问过程等价为一个状态转移过程。局部可写工作集则是对经典预复制方法中的可写工作集的概念进行了扩展,结合内存写的状态转移模型共同形成一个完整的内存写预测模型。在此基础上,进一步利用马尔科夫模型来实现具体的预测模型,最终形成一个能够进行预测和数据过滤的新型数据过滤器。最后,通过实验验证了基于新型数据过滤器的内存迁移算法相比于经典的预复制算法在网络资源消耗和迁移时间成本上都有显著的改进。 针对虚拟机实时迁移中的性能调优过程自适应性不强的问题,提出了新的调优方法,具体包括一个新的迁移性能度量标准和一个新的调优参数。通过将现有的多项性能度量指标相互联系起来,形成了统一的实时迁移算法度量标准。新的调优参数则根据内存迁移过程中收敛率的概念提出,称为收敛率界限。收敛率界限参数与虚拟机负载特性无关,通过限制迁移过程中的收敛率,收敛率界限参数能够在有效控制网络资源消耗和迁移时间成本的同时保证停机时间水平,因此基于该参数设计的调优方法具有较强的自适应性。结合文中之前的各项研究,设计了一个具有自适应性的过滤预复制实时迁移算法,并通过实验验证了其有效性。 在上述研究的基础上,设计了一个完整的虚拟机实时迁移系统实现方案,在云计算平台中实现了虚拟机实时迁移原型系统,并通过实验验证了该原型系统的确能够实现高效的数据库系统迁移。