Xen虛擬機(jī)間通信優(yōu)化研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、虛擬化技術(shù)起源于大型機(jī)。早在上世紀(jì)60年代，IBM公司就發(fā)明了一種操作系統(tǒng)虛擬機(jī)技術(shù)，它在已有的計(jì)算機(jī)層次上新增虛擬中間層，截獲上層軟件對(duì)底層接口的調(diào)用,并對(duì)該調(diào)用重新作出解釋和處理,從而實(shí)現(xiàn)新的、不同于已有軟件或硬件提供的功能。近年來，由于虛擬機(jī)在服務(wù)器整合以及增強(qiáng)分布式系統(tǒng)的安全等方面的應(yīng)用，虛擬機(jī)已開始向PC和工作站領(lǐng)域迅速普及。 采用虛擬機(jī)技術(shù)，可以屏蔽硬件平臺(tái)的動(dòng)態(tài)性和異構(gòu)性，支持硬件資源的共享和服用，并為每個(gè)用戶提供

2、屬于個(gè)人的獨(dú)立、隔離的計(jì)算環(huán)境；可以實(shí)現(xiàn)整合服務(wù)器，節(jié)省資金提高資源利用率；可以實(shí)現(xiàn)故障隔離，提高系統(tǒng)安全性。 虛擬化技術(shù)一個(gè)重要的應(yīng)用就是服務(wù)器整合，最大限度地提高硬件資源的利用率，降低能源開銷，減少企業(yè)運(yùn)行成本。服務(wù)器整合通常通過在一臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行多層服務(wù)來實(shí)現(xiàn)。而不同層次的服務(wù)通常運(yùn)行在不同的虛擬機(jī)中，此時(shí)這些虛擬機(jī)之間的通信就非常頻繁。 本文研究了Xen虛擬機(jī)之間的通信性能，找出了其性能瓶頸，并實(shí)現(xiàn)了IDCO優(yōu)化

3、模型對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)。 目前，Xen中不同的Guest之間進(jìn)行通信時(shí)，首先要將請(qǐng)求發(fā)送到Guest之中的前端，它再轉(zhuǎn)發(fā)到Domain0上的back-end，這就會(huì)發(fā)生一次Domain 切換，然后經(jīng)過Domain0中的Driver Model進(jìn)行處理，這不僅延長(zhǎng)了通信路徑，而且增加了Domain切換次數(shù)和TLB缺失，造成了極大的性能開銷。 為解決這種性能瓶頸，本論文在研究相關(guān)工作的基礎(chǔ)上，結(jié)合自己的研究，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種新的Do

4、main間通信模型IDCO模型，該模型采用Hypercall來建立連接，通過共享內(nèi)存實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，繞過原有機(jī)制，縮短通信路徑，不僅提高了通信帶寬，降低了通信延遲，還極大降低了Domain切換次數(shù)，顯著提高了通信性能。 最后，為衡量上述Domain間通信模型，論文還設(shè)計(jì)試驗(yàn)方案，從帶寬，延遲，CPU利用率以及Domain切換次數(shù)等多個(gè)方面給出了新的通信模型和原有通信方法之間的性能對(duì)比。結(jié)果表明，IDCO優(yōu)化模型顯著改善了同一