22、虚拟集群与数据中心虚拟化资源管理深度解析

虚拟集群与数据中心虚拟化资源管理深度解析

1. 虚拟集群基础与资源迁移概述

在现代计算环境中，像 VMware 和 Xen 这样的技术允许不同操作系统和配置的多个虚拟机（VM）在同一物理主机上相互隔离地共存。将廉价计算机集群化是为网络服务和计算密集型应用获取可靠、可扩展计算能力的有效方法。

由于集群的初始拥有成本较高，包括空间、电源调节和冷却设备等，当需求随时间变化时，租赁或共享对公共集群的访问是一个有吸引力的解决方案。共享集群通过复用提供了规模经济和更有效的资源利用。早期的配置和管理系统专注于为特定类型的服务定义集群的可扩展机制，并在这些类型之间对集群节点进行物理分区。当一个系统迁移到另一个物理节点时，需要考虑以下几个方面的资源迁移问题。

2. 内存、文件和网络资源迁移

2.1 内存迁移

内存迁移是虚拟机迁移中最重要的方面之一。将虚拟机的内存实例从一个物理主机移动到另一个物理主机可以有多种方法，但传统上，这些技术背后的概念往往有共同的实现范式。所采用的技术取决于客户操作系统支持的应用程序/工作负载的特性。

在当今的典型系统中，内存迁移的范围可能从数百兆字节到几吉字节，并且需要以高效的方式完成。互联网暂停 - 恢复（ISR）技术利用了时间局部性，因为虚拟机的暂停和恢复实例中的内存状态可能有相当大的重叠。时间局部性是指自虚拟机上次暂停到开始迁移之前所完成的工作量导致的内存状态差异。

为了利用时间局部性，文件系统中的每个文件都表示为一个小的子文件树。这个树的副本存在于暂停和恢复的虚拟机实例中。使用基于树的文件表示的优点是，缓存确保只传输那些已更改的文件。ISR 技术适用于不需要实时迁移的情况。与后