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虚拟机资源动态扩展的预研 陈 红 张瑜科 目录 G-Cloud平台特点 cpu的动态扩展 内存的动态扩展 硬盘的动态扩展 总结 G-Cloud平台的特点 它属于IaaS服务模式 CentOS + Eucalyptus 应用部署的形式 专属虚拟机（不同于PaaS形式） 自动化程度不高 环境搭建、虚拟机网络、应用部署、资源的动态扩展 G-Cloud平台的特点 不同的应用对不同资源的消耗和同一资源不同时间段的消耗是不同的。而基于IaaS的平台的应用部署是以专属虚拟机的形式部署，当虚拟机的资源不能满足应用的需求时，平台就要实时的增加分配给应用的资源，主要可以通过两种途径： 增加虚拟机的个数 对单台虚拟机进行资源的动态伸缩 G-Cloud平台的特点 本文主要探讨对单台虚拟机进行资源的动态伸缩。对虚拟机的资源动态扩容，主要针对如下资源动态扩容 cpu memory 存储进行。 研究方案 采用分析当前主流的虚拟机监控对三种资源扩容的支持及支持技术方法进行预研。 G-Cloud平台特点 cpu的动态扩展 xen对cpu动态扩容的支持 virtualbox对cpu动态扩容的支持 cpu的动态扩展-xen xen xen4.0增加的部分新功能： 更好的性能和可伸缩性，客户机支持64个虚拟CPU，主机支持1 TB RAM和128个物理CPU。 用户可以热插拔物理服务器上的cpu和内存。用户可以调整虚拟机的虚拟硬盘的大小，不需要重启或者关闭虚拟机。 内存方面的改进。它采用了Transcendent Memory的也共享（Page Sharing）等新算法，以增强虚拟机管理程序在内存操作方面的性能和能力。 能够运行高性能、网络密集型、对延迟敏感的应用程序。 cpu的动态扩展-xen xen的cpu调度算法 BVT（borrowed virtual time） SEDF（simple earlist deadline first） Credit调度算法 cpu的动态扩展-xen BVT调度算法 BVT是一种公平性优先的算法，它允许运行实时交互应用的操作系统借用未来分配给它的时间片。每个vcpu将有一个权值代表获得处理器的份额，vcpu据此值来实现处理器的公平分享。 优点 将物理时间片公平、均匀地分配给各个Guest操作系统 能够满足I/O密集型和实时应用的低时延要求 在单CPU和多CPU环境下的调度开销都比较小 缺点 BVT不支持non-working-conserving 分配的物理时间片被确定 cpu的动态扩展-xen SEDF（simple earlist deadline first） 它将vcpu设定的一个最早截止期限作为调度因素。 它的特点是： 优先调度截止时间最早的vcpu 动态优先级调度 每个Guest操作系统设置一个三元组(s，p，x) 优点 可以设置guest操作系统的优先级（p越小，优先级越高） 算法效率很高、实现容易 易于推算及计算 支持working-conserving和non-working-conserving 支持实时性较强的应用 cpu的动态扩展-xen 当系统负载较轻时，其处理器的利用率最高可达100% 缺点 调度参数不能随vcpu运行状况修改 只能对单个CPU进行SEDF调度，没有多CPU间负载平衡的控制 cpu的动态扩展-xen Credit调度算法 按比例公平共享的非抢占式调度算法 每一个Guest操作系统设置二元组(weight，cap) 各个虚拟CPU分为两个队列，under队列和over队列 优点 可以全局管理多个物理CPU 用SMP的方式将各个物理CPU分配给务个虚拟CPU，实现负载平衡 通过调节Guest操作系统的cap参数很好的实现Non-Working-Conserving(NWC)调度模式 缺点 不能保证实时性 该算法的全局负载平衡策略过于简单，易导致处理器因进程未就绪而空闲的情况 cpu的动态扩展-xen xen支持的虚拟化环境 半虚拟化 linux 全虚拟化 linux、windows xen提供的VM的cpu动态扩容 Xen提供了一套命令，动态的扩展VM的cpu资源，命令格式如下： xm vcpu-set Domain(ID) number(vcpu) cpu的动态扩展-xen 在半虚拟化操作系统和全虚拟化操作系统的环境下进行测试，结果如表： cpu的动态扩展-virtualbox virtualbox支持cpu Hot-plugging virtualbox现在支持