МОДЕЛЬ ДИНАМИЧЕСКОЙ МИГРАЦИИ ВИРТУАЛЬНЫХ МАШИН С ГИБРИДНЫМ ПОДХОДОМ

Предмет исследования.Исследован процесс переноса виртуальных машин без прерывания сервиса («динамическая миграция», англ. «Live Migration»). Предложена модель, позволяющая оценить время переноса виртуальных машин и время недоступности сервисов при динамической миграции с «гибридным подходом» («Hybrid approach»). Миграция виртуальных машин позволяет приложениям прозрачно перемещаться вместе с их средами выполнения между физическими машинами и применяется для балансировки загрузки и оптимизации размещения виртуальных машин на узлах кластера в центрах обработки данных. Метод. Предложен гибридный алгоритм динамической миграции с позиции исследования времени переноса и времени недоступности сервисов при переносе виртуальных машин. Основные результаты. Предложена аналитическая модель, позволяющая оценивать время переноса виртуальных машин и недоступности сервисов при динамической миграции с гибридным подходом. Выполнен анализ механизмов миграции при использовании гибридного подхода в сравнении с другими механизмами. Показано, что использование при переносе виртуальных сервисов с одинаково высокими скоростями записи и чтения гибридного подхода позволяет одновременно минимизировать время миграции и время недоступности сервисов по сравнению с механизмами с копированием до остановки и после остановки. Практическая значимость. Результаты работы представляют интерес при проведении анализа и оптимизации вычислительных процессов в центрах обработки данных, в которых виртуальные машины могут перемещаться между физическими серверами при профилактических работах и для обеспечения интеллектуальной балансировки нагрузки. Также предложенные модели могут применяться при определении возможности и целесообразности включения механизмов миграции в программные продукты управления виртуализованной инфраструктурой различного применения.

1. Jin H., Li D., Wu S., Shi X., Pan X. Live virtual machine migration with adaptive memory compression // Proc. IEEE Int. Conf. on Cluster Computing (CLUSTER '09). New Orleans, USA, 2009. Art. 5289170. doi: 10.1109/CLUSTR.2009.5289170
2. Bing Wei. A novel energy optimized and workload adaptive modeling for live migration // International Journal of Machine Learning and Computing. 2012. V. 2. N 2. P. 162–167. doi: 10.7763/IJMLC.2012.V2.106
3. Sahni S., Varma V. A hybrid approach to live migration of virtual machines // Proc. IEEE Int. Conf. on Cloud Computing for Emerging Markets (CCEM 2012). Bengalore, India, 2012. P. 12–16. doi: 10.1109/CCEM.2012.6354587
4. Косивченко А. Комплексное решение: виртуализация + отказоустойчивый кластер // Системный администратор. 2009. № 9(82). С. 16–19.
5. Обзор миграции виртуальных машин и хранилища [Электронный ресурс]. 2013. Режим доступа: https://technet.microsoft.com/ru-ru/library/jj628158.aspx, свободный. Яз. рус. (дата обращения 30.05.2015).
6. Wu Y., Zhao M. Performance modeling of virtual machine live migration // Proc. IEEE 4th Int. Conf. on Cloud Computing (CLOUD 2011). Washington, USA, 2011. P. 492–499. doi: 10.1109/CLOUD.2011.109
7. Алексанков С.М. Модели динамической миграции с итеративным подходом и сетевой миграции виртуальных машин // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 6. С. 1098–1104. doi: 10.17586/2226-1494-2015-15-6-1098-1104
8. Алексанков С.М. Модель процесса динамической миграции с копированием данных после остановки виртуальных машин // Изв. вузов. Приборостроение. 2016. Т. 59. № 5. С. 348–354. doi: 10.17586/0021-3454-2016-59-5-348-354
9. Богатырев В.А., Алексанков С.М., Демидов Д.В., Беззубов В.Ф. Надежность резервированного вычислительного комплекса при ограниченном восстановлении // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 3 (85). С. 67–72.
10. Zhu J., Jiang Z., Xiao Z, Li X. Optimizing the performance of virtual machine synchronization for fault tolerance // IEEE Transactions on Computers. 2011. V. 60. N 12. P. 1718–1729. doi: 10.1109/TC.2010.224
11. Agrawal S. Hardware virtualization towards a proficient computing environment // International Journal of Innovation and Applied Studies. 2013. V. 3. N 2. P. 528–534.
12. Ibrahim K.Z., Hofmeyr S., Iancu C., Roman E. Optimized pre-copy live migration for memory intensive applications // Proc. Int. Conf. for High Performance Computing, Networking, Storage and Analysis. Seattle, USA, 2011, art. 40. doi: 10.1145/2063384.2063437
13. Ye K., Jiang X., Huang D., Chen J., Wang B. Live migration of multiple virtual machines with resource reservation in cloud computing environments // Proc. 4th Int. Conf. on Cloud Computing, CLOUD 2011. Washington, USA, 2011. P. 267–274. doi: 10.1109/CLOUD.2011.69
14. Malik V, Barde C.R. Live migration of virtual machines in cloud environment using prediction of CPU usage // International Journal of Computer Applications. 2015. V. 117. N 23. P. 1–5. doi: 10.5120/20691-3604
15. Bogatyrev V.A. Fault tolerance of clusters configurations with direct connection of storage devices // Automatic Control and Computer Sciences. 2011. V. 45. N 6. P. 330–337. doi: 10.3103/S0146411611060046
16. Bogatyrev V.A. An interval signal method of dynamic interrupt handling with load balancing // Automatic Control and Computer Sciences. 2000. V. 34. N 6. P. 51–57.
17. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Резервированное обслуживание в кластерах с уничтожением неактуальных запросов // Вестник компьютерных и информационных технологий. 2017. № 1. С. 21–28. doi: 10.14489/vkit.2017.01.pp.021-028
18. Богатырев В.А., Богатырев А.В. Модель резервированного обслуживания запросов реального времени в компьютерном кластере // Информационные технологии. 2016. Т. 22. № 5. С. 348–355.
19. Богатырев В.А. Богатырев А.В. Надежность функционирования кластерных систем реального времени с фрагментацией и резервированным обслуживанием запросов // Информационные технологии. 2016. Т. 22. № 6. С. 409–416.
20. Богатырев В.А., Богатырев С.В. Надежность мультикластерных систем с перераспределением потоков запросов // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2017. Т. 60. № 2. С. 171–177. doi: 10.17586/0021-3454-2017-60-2-171-177
21. Bogatyrev V.A. Protocols for dynamic distribution of requests through a bus with variable logic ring for reception authority transfer // Automatic Control and Computer Sciences. 1999. V. 33. N 1. P. 57–63.
22. Богатырев В.А., Богатырев А.В., Богатырев С.В. Перераспределение запросов между вычислительными кластерами при их деградации // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2014. Т. 57. № 9. С. 54–58.
23. Богатырев В.А., Богатырев А.В., Голубев И.Ю., Богатырев С.В. Оптимизация распределения запросов между кластерами отказоустойчивой вычислительной системы // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 3 (85). С. 77–82.
 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License