1.4 论文结构

本文大致安排如下：第二部分详细介绍虚拟化系统和三种自愈技术，讨论该技术如何实现自愈并且在何种情况下产生停机时间，对于Migrate-VM自愈技术，将会详细讲述拷贝类型、迁移过程的失效以及VM迁移回原先主机的机制。第三部分阐述建模相关技术，解析利用SRN为三种自愈技术建立的可用性模型。第四部分首先介绍分析方法和工具，然后分析数值仿真实验得出的数据。第五部分根据第四部分的数据分析对比这三种自愈技术的优缺点。

2 自愈技术

本节首先介绍本文的研究对象——虚拟化系统，描述虚拟化系统的整体结构，而后深入了解基于该虚拟化系统的三种VMM自愈技术。当主机需要执行VMM自愈时，同样需要控制宿主VMs，因为VMM自愈后VM的运行环境会被清除。根据控制宿主VMs的方式分为Cold-VM、Warm-VM以及Migrate-VM，执行VMM自愈前，可以关闭宿主VMs、暂停宿主VMs、迁移宿主VMs。

2.1 虚拟化系统

本文的研究对象是虚拟化系统。其中，VMM（ virtual machine monitor ）即虚拟机监视器，是一种运行在基础物理服务器和操作系统之间的中间软件层，可允许多个操作系统和应用共享硬件，也可叫做Hypervisor。VMM可以访问服务器上包括磁盘和内存在内的所有物理设备。VM（virtual machine）运行在VMM之上，VMM可分配给每一台VM适量的内存、CPU、网络和磁盘。

在单服务器虚拟化系统的整个软件栈中，无论是处于底层的VMM，还是处于上层的VMs都不可避免地会发生软件衰退，因此自愈分析模型中的自愈对象也是分层的，既可以是VMM，又可以是VM。 K.Kourai[8]认为单服务器虚拟化系统中的VMs所提供的服务质量依赖于底层VMM的性能，VMM在整个系统中扮演了极其重要角色，因此重点考虑VMM的衰退和失效过程，然而作者忽视了VMs发生软件衰退的可能性。与K.Kourai [8]的工作不同，J. Alonso[9]认为VMM相对于VM而言可信性更高文献综述，故发生衰退的可能性较小，因此重点仅考虑了VMs的自愈过程，且仅考虑了服务提供者VMs的自愈过程，忽略了VMM对于整个系统可用性的影响。本文建立的自愈模型兼顾VMM和VM的自愈过程，并且无论是以VMM为自愈对象，还是以VMs为自愈对象，均采用基于时间的自愈策略。

本文服务器虚拟系统的具体配置如图2.1所示。系统包含两台托管服务器（Host1和Host2）以及一台管理服务器。Host1底层运行一台VMM，上层有一台运行着各种应用以及操作系统的VM，通常底层VMM被称为上层VM的宿主。宿主VMM自身不提供服务，而由宿主VMM中的VM对外提供服务。假设Host2与Host1连接在同一网络中，并且VMs的磁盘映像都存储在这个附有存储系统的网络中。管理服务器中的监控工具持续监控系统的可用性，当托管服务器或者VM出现故障时，监控工具就能检测到失效的部件，然后向系统管理员发出警告