云计算中基于能耗约束的虚拟机迁移策略研究(4)
2.2.3虚拟机的动态迁移
在通过资源虚拟化和作业合并等技术来节约能耗方面，现有的研究中提出的有效降低能耗的主要方法有虚拟机动态迁移、限制CPU使用率、关闭VCPU和整合工作负载。
虚拟机动态迁移[12]就是指虚拟机在不关机并且能持续提供服务的前提下，从一台虚拟平台服务器迁移到另一台虚拟平台服务器上运行。在虚拟环境下，资源的分配和调度工作都是由调度器来完成的，然而在资源的分配问题上调度器通常仅仅考虑资源的共享，却把虚拟机应用的紧迫度、优先级以及资源的消耗情况都忽略了，这样的资源管理方式往往具有一定的盲目性。同时，考虑到虚拟机的资源需求并不是固定不变的，而是动态变化的，传统的固定资源配置的方式必定会造成资源的大量浪费，使资源得不到很好的利用，这大大地增加了运营商的成本。因此，如何降低云计算的能耗成为了一个重要的问题，我们迫切需要在能耗方面对云计算的资源管理进行优化改进。对此，虚拟机动态迁移技术可以帮我们解决资源管理和监控的问题，利用虚拟机动态迁移技术可以使资源得以高效利用，有效降低能耗。
3.针对降低能耗的虚拟机迁移策略
3.1虚拟机的管理方式
利用虚拟机技术将多个虚拟机运行在一个物理机上可以节省资源，同时，由于服务器的高效性，也不会影响个体用户的体验。但对于数据中心来说，为一个虚拟机而运行一个物理机是极其不合理的，对于能源的浪费也是巨大的。所以，对大量的虚拟机进行管理，以充分运用物理资源、节省能耗是势在必行的。
节能这个大问题又可以分为两个子问题：从小的方面看，主机层面的电源管理技术可以最小化使用的资源量从而减少单体主机对能源的消耗；从大的方面看，通常设置一个资源管理系统（RMS）来负责资源调度和作业整合策略，在有同样工作量的时候，运用新的策略来减少运算节点，或者让运算节点在同一区域，利用同一冷却系统，提高冷却系统的效率，从而降低能耗。
3.1.1多虚拟机的资源动态管理
多虚拟机资源管理以达到多个虚拟机需求资源的动态适应为目的，利用物理资源的使用情况等信息，决定给不同的虚拟机分配不同大小的CPU、内存等资源，从而达到物理机器资源的最大有效使用和多个虚拟机资源均衡分配。因此，多虚拟机内存管理系统应具备以下功能：（1）监测物理机资源的使用情况，间歇性地获取正在使用的物理资源的信息和空闲资源信息，供调节决策使用（2）监测每个虚拟机中客户操作系统对资源的使用情况，间歇性地的获取客户操作系统的最大可分配值、最小可分配值、正在使用中的资源量、空闲资源量、空闲交换空间值和系统所有应用提交给客户操作系统的内存值等内存信息；（3）在物理资源充裕状态下，多虚拟机管理系统能够根据每个客户操作系统上的应用提交给系统的内存值，来调节客户操作系统的内存值；（4）在物理资源紧缺状态下，能够从全局角度根据每个客户操作系统整体资源的使用情况，平衡每个客户操作系统的物理资源。
3.1.2分布式管理策略
集中管理方法在管理过程中对数据中心的虚拟机采用实时地优化，其目的是保证在每一时刻虚拟机的配置都是最优的。因此，采用集中管理方法的数据中心就会产生大量的虚拟机迁移，同时也增加了因为迁移而产生的电源消耗。与集中管理方法不同，在分布式管理过程中没有采用实时优化，而是由分布在节点上的本地管理对节点的CPU 利用率进行监控。如果节点的CPU 利用率在设定的高门限值和低门限值之内，那么虚拟机就不会发生迁移。如果某个节点确定为异常，也就是该节点CPU 的利用率大于高门限值或者小于低门限值时，系统就会做出以下2个反应：(1)从出现异常的物理节点上选择虚拟机进行迁移；(2)选取其他物理节点接收从(1)中选择的虚拟机。