Optimierung der Migration von virtuellen Computern

Dieses Papier zeigt, wie der Zustand eines laufenden Computers schnell über ein Netzwerk verschoben werden kann, einschließlich des Zustands auf seinen Festplatten, im Speicher, in den CPU-Registern und in den I/O-Geräten. Wir nennen diesen Zustand eine Kapsel. Der Kapselzustand ist Hardwarezustand, und umfasst das gesamte Betriebssystem sowie Anwendungen und laufende Prozesse. Wir haben uns entschieden, x86-Computerzustände zu migrieren, da x86-Computer weit verbreitet, kostengünstig, die von uns verwendete Software ausführen und Werkzeuge für die Migration bereitstellen. Leider können x86-Kapseln groß sein und Hunderte von Megabytes Speicher und Gigabytes an Festplattendaten enthalten. Wir haben Techniken entwickelt, um die Menge der über das Netzwerk gesendeten Daten zu reduzieren: Copy-on-Write-Festplatten verfolgen nur die Aktualisierungen der Kapsel-Festplatten, „Ballooning“ setzt ungenutzten Speicher auf Null, Demand Paging lädt nur benötigte Blöcke und Hashing vermeidet das Senden von Blöcken, die bereits am entfernten Ende existieren. Wir demonstrieren diese Optimierungen in einem Prototypsystem, das den VMware GSX Server virtuellen Maschinenmonitor verwendet, um x86-Kapseln zu erstellen und auszuführen. Das System zielt auf Netzwerke mit Geschwindigkeiten von nur 384 kbps ab. Unsere experimentellen Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine effiziente Kapselmigration die BenutzerMobilität und das Systemmanagement verbessern kann. Software-Updates oder -installationen auf einer Gruppe von Maschinen können einfach durch die Verteilung einer Kapsel mit den neuen Änderungen durchgeführt werden. Vorausgesetzt, dass eine vorherige Kapsel vorhanden ist, entspricht die entstandene Verkehrsmenge der Größe des Update- oder Installationspakets selbst. Die Kapselmigration ermöglicht es Maschinen, eine Anwendung innerhalb von 20 Minuten über eine 384-kbps-Verbindung zu starten, ohne die Anwendung oder sogar das zugrunde liegende Betriebssystem zuerst installieren zu müssen. Darüber hinaus können die Kapseln der Benutzer während des Pendelns zwischen Zuhause und Arbeit in noch kürzerer Zeit migriert werden.