1、云計(jì)算是一種新的商業(yè)計(jì)算模型和服務(wù)模式，它將計(jì)算任務(wù)分布在大量計(jì)算機(jī)構(gòu)成的資源池上，使用戶(hù)能夠按需獲取計(jì)算能力、存儲(chǔ)空間和信息服務(wù)。目前，云計(jì)算已經(jīng)在網(wǎng)絡(luò)搜索、科學(xué)計(jì)算、虛擬環(huán)境、能源和生物信息等領(lǐng)域開(kāi)始了相關(guān)的應(yīng)用和探索。
　　隨著云計(jì)算的發(fā)展，云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施的規(guī)模正在急劇地變大。云計(jì)算數(shù)據(jù)中心通常擁有成千上萬(wàn)臺(tái)物理結(jié)點(diǎn)，在其上運(yùn)行著各種各樣的服務(wù)和應(yīng)用程序。在這些系統(tǒng)中，具有不同資源請(qǐng)求和動(dòng)態(tài)工作負(fù)載的各種應(yīng)用程序共享著數(shù)據(jù)中

2、心的資源。虛擬化技術(shù)則通過(guò)允許計(jì)算系統(tǒng)按需分配資源和動(dòng)態(tài)遷移工作負(fù)載的方式來(lái)支持?jǐn)?shù)據(jù)中心的資源共享。然而，由系統(tǒng)規(guī)模的增加帶來(lái)系統(tǒng)管理的復(fù)雜性和系統(tǒng)內(nèi)在的動(dòng)態(tài)性，對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心中的虛擬機(jī)資源管理來(lái)說(shuō)具有很大的挑戰(zhàn)性。
　　本文在全面地分析云計(jì)算技術(shù)和數(shù)據(jù)中心資源管理研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)對(duì)云計(jì)算數(shù)據(jù)中心中虛擬機(jī)的放置和實(shí)時(shí)遷移展開(kāi)了相關(guān)研究，并取得了一些創(chuàng)新和成果。本文的主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)為:
　　1、提出多目標(biāo)優(yōu)化的虛

3、擬機(jī)初始化放置策略。首先給出云計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施中虛擬機(jī)放置的管理框架，并將虛擬機(jī)初始化放置問(wèn)題定義為一個(gè)多目標(biāo)優(yōu)化問(wèn)題。然后提出基于最大最小螞蟻系統(tǒng)和排除法的虛擬機(jī)放置問(wèn)題的多目標(biāo)優(yōu)化蟻群算法。該算法是一種分布式優(yōu)化方法，有利于并行計(jì)算;并且具有正反饋機(jī)制，通過(guò)信息素的不斷更新可以高效地收斂到最優(yōu)解。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，與傳統(tǒng)的啟發(fā)式方法和遺傳算法相比，提出的多目標(biāo)優(yōu)化虛擬機(jī)放置蟻群算法能夠在多個(gè)相互沖突的目標(biāo)之間實(shí)現(xiàn)最優(yōu)權(quán)衡和折衷，使得在發(fā)生S

4、LA違背概率較少的情況下，系統(tǒng)的資源浪費(fèi)和電源消耗也較少。
　　2、提出多目標(biāo)優(yōu)化的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)管理方法。在管理過(guò)程中，系統(tǒng)考慮提高用戶(hù)服務(wù)質(zhì)量、減少資源競(jìng)爭(zhēng)和降低電源消耗等3個(gè)目標(biāo)。管理方法主要解決由于系統(tǒng)條件的改變或應(yīng)用負(fù)載的動(dòng)態(tài)變化所引起的虛擬機(jī)重新分配問(wèn)題，即決策什么時(shí)候進(jìn)行虛擬機(jī)遷移、遷移哪些虛擬機(jī)和被遷移的虛擬機(jī)放置到哪些物理結(jié)點(diǎn)上。在決定何時(shí)進(jìn)行虛擬機(jī)遷移的問(wèn)題上，系統(tǒng)針對(duì)不同的優(yōu)化目標(biāo)設(shè)置高低門(mén)限值，并采用滑動(dòng)窗口和

5、時(shí)間序列趨勢(shì)預(yù)測(cè)法來(lái)判斷是否觸發(fā)虛擬機(jī)的遷移;在選擇哪些虛擬機(jī)進(jìn)行遷移的問(wèn)題上，系統(tǒng)根據(jù)不同的優(yōu)化目標(biāo)分別采取不同的策略來(lái)選擇虛擬機(jī)進(jìn)行遷移;在選擇將虛擬機(jī)遷移到哪些物理結(jié)點(diǎn)的問(wèn)題上，系統(tǒng)采用解決多準(zhǔn)則決策分析方法中的TOPSIS方法來(lái)選擇物理結(jié)點(diǎn)，目的是為了均衡系統(tǒng)中多個(gè)目標(biāo)之間的沖突。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，采用TOPSIS方法的多目標(biāo)優(yōu)化管理方法能夠得到較低的SLA違背率，較小的資源負(fù)載和較少的電源消耗，并且很好地平衡了不同目標(biāo)之間的沖突。

6、
　　3、提出一種虛擬機(jī)快速實(shí)時(shí)遷移方法。首先通過(guò)對(duì)預(yù)拷貝方法模型進(jìn)行公式化描述和性能分析，在預(yù)拷貝方法中增加用于標(biāo)記改動(dòng)頻繁內(nèi)存頁(yè)的頁(yè)位圖。然后在迭代過(guò)程中采用時(shí)間序列方法對(duì)內(nèi)存頁(yè)進(jìn)行判斷:對(duì)于在本輪變臟，并且在之前的迭代中變臟的次數(shù)超過(guò)給定次數(shù)的內(nèi)存頁(yè)，則標(biāo)記為改動(dòng)頻繁的內(nèi)存頁(yè)。這些標(biāo)記過(guò)的內(nèi)存頁(yè)將只會(huì)在最后一輪迭代中傳輸，從而避免了內(nèi)存頁(yè)的反復(fù)重傳。實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明，與預(yù)拷貝方法相比，改進(jìn)后的預(yù)拷貝方法明顯地減少了遷移時(shí)間和傳輸