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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.3.2016.tde-21062016-154154
Document
Author
Full name
Artur Baruchi
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2015
Supervisor
Committee
Sato, Liria Matsumoto (President)
Bressan, Graça
Laine, Jean Marcos
Senger, Hermes
Westphall, Carlos Becker
Title in Portuguese
Orquestração de migração massiva de máquinas virtuais baseada em análise cíclica para ambientes de computação na nuvem.
Keywords in Portuguese
Análise de desempenho
Computação em nuvem
Descrição de sistemas
Abstract in Portuguese
Um das principais características da tecnologia de virtualização é a Live Migration, que permite que máquinas virtuais sejam movimentadas entre máquinas físicas sem a interrupção da execução. Esta característica habilita a implementação de políticas mais sofisticadas dentro de um ambiente de computação na nuvem, como a otimização de uso de energia elétrica e recursos computacionais. Entretanto, a Live Migration pode impor severa degradação de desempenho nas aplicações das máquinas virtuais e causar diversos impactos na infraestrutura dos provedores de serviço, como congestionamento de rede e máquinas virtuais co-existentes nas máquinas físicas. Diferente de diversos estudos, este estudo considera a carga de trabalho da máquina virtual um importante fator e argumenta que escolhendo o momento adequado para a migração da máquina virtual pode-se reduzir as penalidades impostas pela Live Migration. Este trabalho introduz a Application-aware Live Migration (ALMA), que intercepta as submissões de Live Migration e, baseado na carga de trabalho da aplicação, adia a migração para um momento mais favorável. Os experimentos conduzidos neste trabalho mostraram que a arquitetura reduziu em até 74% o tempo das migrações para os experimentos com benchmarks e em até 67% os experimentos com carga de trabalho real. A transferência de dados causada pela Live Migration foi reduzida em até 62%. Além disso, o presente introduz um modelo que faz a predição do custo da Live Migration para a carga de trabalho e também um algoritmo de migração que não é sensível à utilização de memória da máquina virtual.
Title in English
Massive virtual machine live migration orchestration for cloud computing environment based on cyclic analyses.
Keywords in English
Cloud computing
Performance analysis
System description
Abstract in English
A key feature in virtualization technology is the Live Migration, which allows a Virtual Machine to be moved from a physical host to another without execution interruption. This feature enables the implementation of more sophisticated policies inside a cloud environment, such as energy and computational resources optimization. However, live migration can impose severe performance degradation for virtual machine application and cause multiple impacts in service provider infrastructure, such as network congestion and co-located virtual machine performance degradation. Unlike of several studies this work consider the virtual machine workload an important factor and argue that carefully choosing a proper moment to migrate it can reduce the live migration penalties. This work introduces the Application-aware Live Migration Architecture (ALMA), which intercepts live migrations submissions and, based in the application workload, postpone the migration to a more propitious live migration moment. The experiments conducted by this work demonstrated that the architecture reduced up to 74% for live migration time for benchmarks and 67% for real applications workload. The network data transfer during the live migration was reduced up to 62%. Also, the present work introduces a model to predict live migration cost for the application and an algorithm that it is not memory usage sensitive.
 
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ArturBaruchi2015.pdf (1.78 Mbytes)
Publishing Date
2016-07-07
 
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