基于虚拟计算环境生命周期的服务器资源调度方法研究

在虚拟化技术已经广泛应用于各种服务器系统的背景下，本项目面向的科学命题是：在基于虚拟化技术的大规模服务器系统中，虚拟计算环境具有怎样的生命周期特性？符合什么样的规律？如何利用这种规律来优化服务器资源管理方法，提高资源调度和使用效率？本项目从虚拟计算环境状态特征随时间变化规律的角度，审视和研究了虚拟化环境下服务器资源调度问题。通过系统性地研究虚拟计算环境的生命周期特征，提出基于该特征的服务器资源调度方法，克服传统调度方法以虚拟计算环境空间特性作为调度依据的局限性，使得服务器资源调度机制更加高效合理。主要研究内容包括虚拟机生命周期的特征分析与重置方法、虚拟机管理器老化状态的机理分析与处理方法、基于虚拟计算环境生命周期的服务器整合方法等。本项目研究成果将有效提高服务器资源的管理效率、优化资源调度机制，对于虚拟化技术的发展也具有重要意义。

系统虚拟化技术已经广泛应用于各种服务器系统，是云计算和数据中心领域的核心技术之一。虚拟机具有较好的隔离性和安全性，并可以多路复用、分时共享底层的计算资源，提高资源利用率。同时，虚拟机去耦合系统软件和硬件平台之间的紧密依赖，可以自由地在多个硬件平台之间平滑迁移，实现应用和资源之间的动态映射，为服务器资源管理、系统维护、节能减排等提供了简单便利的手段。.在这样的背景下，本项目面向申请书中提出的科学问题，基于服务器虚拟化环境的时空特征，对虚拟化环境下的服务器资源调度方法进行了深入研究，主要研究成果体现在基于页面压缩的虚拟机迁移优化、基于线性规划的服务器整合、迁移开销感知的虚拟机选择策略、负载变化趋势相关的虚拟机放置方法、虚拟化环境下的服务部署、虚拟化环境下并行实时应用调度等方面。同时，本项目还在虚拟磁盘I/O优化、虚拟网络资源分配、虚拟机域间通信等多个相关领域开展了研究工作。.在Future Generation Computer Systems，Journal of Supercomputing，International Journal of Parallel Programming，Journal of Computer and System Sciences，《中国科学》等重要学术期刊和MASCOTS 2013，HPDC 2013，CCGrid 2012，ICPP 2011，SCC 2011等重要学术会议上发表和录用论文39篇（SCI 收录16篇次、EI收录33篇次、ISTP 收录3篇次）；获得国家发明专利授权7项，申请国家发明专利18项；培养博士毕业生3名、硕士毕业生35名。基于项目研究成果开发了面向云计算的虚拟化数据中心管理系统CRANE，该系统不仅应用于中国教育科研网格ChinaGrid二期建设，在40多所高校的数据中心中实际部署和使用，而且在中船重工集团709研究所、腾讯公司数据中心等多家单位的上万台服务器系统规模的生产环境中实际使用。在本项目支持下，项目负责人积极参与学术交流，组织了多次国内外学术会议，并多次担任程序委员会主席、委员，以及国际重要学术期刊/会议的编委和审稿人。