AGRADECIMENTOSInúmeras pessoas contribuíram, direta ou indiretamente, para o desenvolvimento do presente trabalho, tornando este período de cinco anos extremamente enriquecedor para mim.Aos colegas do LAHPC que, com os momentos de descontração, tornaram esta jornada mais fácil.A todos os colegas da HP, pela inestimável ajuda e compreensão. Em especial, aos meus amigos Juliano Costa e Laerte Fiorentini.À minha orientadora, Liria Sato, uma das melhores pessoas que eu tive a oportunidade de conhecer e ao meu orientador, Edson Midorikawa, por suas incontáveis sugestões e por sua dedicação exemplar.Aos meus pais, que sempre me apoiaram nos estudos e sem os quais jamais poderia ter chego até aqui.Por fim, agradeço a minha esposa, Camila, a quem também dedico esta tese. Tornou suportáveis os momentos difíceis e adoçou os momentos felizes. Não há no mundo quem me faça mais feliz.
EPÍGRAFE
Poucas, mas maduras. (Carl Friedrich Gauss)
RESUMOUm das principais características da tecnologia de virtualização é a Live Migration, que permite que máquinas virtuais sejam movimentadas entre má-quinas físicas sem a interrupção da execução. Esta característica habilita a implementação de politicas 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.
ABSTRACTA 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 co...