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基于整体系统跟踪和回放的虚拟机动态迁移概述不同物理主机之间虚拟机的动态迁移给数据中心和集群的管理者带来了新的重大利益。之前的迁移方案将重点关注于虚拟机运行时间内存状态的转移。这些方法采用内存预拷贝算法来同步虚拟机的状态，这使得虚拟机动态迁移占用了很多的网络流量和应用停机时间，尤其是对于那些内存密集型工作负载。本篇论文描述了一种新颖的方法CR/TR-Motion的设计与实现，这种方法采用了检查点/恢复和追踪/回放技术来提供快而透明的虚拟机迁移。执行跟踪源主机，执行一种同步算法来协调运行的源和目标虚拟机直到它们达到一个一致的状态。我们也给出了关于迁移性能评价的形式化表达，并且对于我们的算法做了数学上的分析。我们的方案可以大大地迁移的停机时间和网络带宽消耗。实验的结果表明相比于预拷贝算法，我们的方法能够大大地减少迁移的花费：高达72.4%的可观察的应用程序停机时间，高达31.5%的整体迁移时间和高达95.9%的同步虚拟机状态的数据，同时由于迁移带来的应用性能开销比平均要下降8.54%。分类和主题描述D.4.7[操作系统]：体制和设计——分布式系统；C.4[系统性能]：设计研究概述算法，设计，度量，管理，性能关键字虚拟机，动态迁移，检查点，追踪，回放关于这项工作的个人或课堂应用的部分或全部的数字或硬拷贝的权限已经被保护没有费用需要提供，副本不会被制作或分发来取得利益或者是商业优势，副本要遵守本通知以及第一页上所有的引证。以其他方式复制或重新发布，发布到服务器上或者重新分配到列表上，需要事先特定的权限或者/以及费用。HPDC’09，2009年6月11号到13号，慕尼黑，德国版权2009 ACM 978-1-60558-587-1/09/06…. $5.00简介数据中心管理使用的虚拟机（VM）迁移技术在最近几年引起了广泛的关注[6,7,17,23,27]。不同物理主机间实时虚拟机迁移能力为基于多虚拟机环境提供了显著的新利益。虚拟机的实时迁移在很多重要的场景为集群管理器提供了极其有效的工具：负载平衡。为了减轻拥塞的主机上的负载，一个集群中的虚拟机可能会在物理主机间重新排列。在线维护和主动容错[16]。有时候，一台物理主机需要升级或者用来服务即将到来的系统错误，管理员应该将正在运行的虚拟机迁移到备用机器上，施放原机进行维护。所以，动态虚拟机迁移提高了系统的可维护性和可用性。能源管理[18]。通常，服务器的负载和吞吐量是不均匀的，但是在不同的时期具有统计规律。在分散的主机上有些虚拟机上运行着比较少的工作量，这时就可以将它们聚合占用更少的主机。一旦迁移完成，那些被卸载的主机可能就会停止工作。这种方案帮助公司降低IT运营费用并且有利于自然环境。在每一个解决方案，主要有三种状态需要迁移：虚拟机的物理内存，网络连接和虚拟设备状态；SCSI存储。最棘手的问题是物理内存的迁移，因为它是影响迁移宕机时间的最主要因素，即虚拟机上的服务完全不能使用的时间。VMotion和XenMotion采用了预拷贝算法[17,7]来处理这个问题。尽管内存预拷贝算法能够减少最好情况下的宕机时间到毫秒级，但是仍然有些应该进一步考虑的未解决的问题。首先，当内存脏页出现的速率比预拷贝的复制过程更快，所有的预拷贝工作将会变得无效，而且人们应当立刻停止虚拟机（VM）并且将所有的内存页都拷贝到目标主机上。有些内存密集型的工作在预拷贝算法下得不到任何的好处，并且很有可能宕机时间会上升到几秒钟。这种限制也使得这种算法只在告诉局域网中有效。其次，一些准虚拟化的优化方案，例如在XenMotion[7]中提到的一些惊人的流氓程序以及释放未分配的页都可能对用户体验造成负面的影响，尤其是对于一些延迟敏感的互动服务。最后，预拷贝算法不能恢复CPU的高速缓存数据。尽管它可能不会导致目标主机上的错误，大量的高速缓存和TLB的丢失可能导致在VM接管服务时的性能降低。在这篇论文中，我们提出一种新的动态虚拟机迁移方法——CR/TR-Motion。我们实现我们的原型基于一个完整的系统追踪和系统回放——ReVirt[9]。我们采用检查点/恢复和追踪/回放技术来实现局域网中的高速，透明的虚拟机迁移。一个跟踪守护进程能够不断地记录VM中出现的不确定事件，只牺牲非常少的性能。执行跟踪文件记录的源主机被反复的传送到目的主机并且被用于同步迁移的VM执行状态。实验表明相比于预拷贝算法我们的方法能够大大地减少迁移时间和网络流量。本文的贡献主要如下：1)我们设计实现了一种新的方法，这种方法采用检查点/恢复和追踪/回放技术来使得VM迁移的宕机时间和网络流量最小；2)我们用写时拷贝机制实现了透明的虚拟机监测点；3)我们给出了迁移指标的形式化描述和算法性能的数学分析。文章的其余部分按照如下所说的来组织。第2部分给出了我们工作背景的一个简单