Xen硬件虛擬化域間通信優(yōu)化的研究.pdf

1、虛擬化技術最早起源與IBM大型機，隨著互聯網及I工業(yè)的不斷發(fā)展，產生了不同的虛擬化技術，如服務器虛擬化、網絡虛擬化、微處理器虛擬化、文件虛擬化、存儲虛擬化等技術。近年來，虛擬機技術在服務器整合、分布式系統安全等領域運用的越來越多。然而，虛擬機的獨立性和相互隔離特性使得同一物理機器上虛擬機之間的通信與數據傳輸性能大打折扣。在現有的虛擬機技術中，域間通信是通過標準的虛擬網絡I/O來完成的，網絡數據包的傳輸需要從發(fā)送端虛擬網卡發(fā)送到Dom0中

2、的網絡設備仿真模塊，然后再從Dom0發(fā)送至接收端虛擬網卡。在此傳輸過程中數據包要經過多個域的處理，并且CPU也要進行多次特權級切換與運行模式切換，這是域間通信性能受到損失的主要原因。因此，本文針對Xen硬件虛擬機域間通信性能低下的問題提出了一個域間通信優(yōu)化模型，通過共享內存的方式在兩個通信的硬件虛擬機之間建立直接數據傳輸通道來進行數據傳輸。
　　 本文首先介紹了虛擬機技術的相關背景和研究現狀，概述了部分必要的Xen關鍵技術、機制

3、，詳細分析了Xen硬件虛擬機網絡I/O虛擬化模型和域間通信的工作過程，并從中總結出域間通信性能損失的原因。
　　 然后，結合硬件虛擬機域間通信性能損失的原因和其硬件虛擬化的特點，提出了基于共享內存進行數據傳輸的優(yōu)化模型。優(yōu)化模型的特點在于：數據傳輸不通過虛擬網絡I/O，而是通過域間共享內存的方式進行雙向數據傳輸，提高了數據傳輸的可靠性與效率；通過域間事件通道機制為數據傳輸提供管理控制服務，減少了額外開銷；在硬件虛擬機中通過NDI