Xen硬件虛擬化域間通信優(yōu)化的研究.pdf

1、虛擬化技術(shù)最早起源與IBM大型機，隨著互聯(lián)網(wǎng)及I工業(yè)的不斷發(fā)展，產(chǎn)生了不同的虛擬化技術(shù)，如服務(wù)器虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化、微處理器虛擬化、文件虛擬化、存儲虛擬化等技術(shù)。近年來，虛擬機技術(shù)在服務(wù)器整合、分布式系統(tǒng)安全等領(lǐng)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(shù)據(jù)傳輸性能大打折扣。在現(xiàn)有的虛擬機技術(shù)中，域間通信是通過標(biāo)準(zhǔn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)I/O來完成的，網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包的傳輸需要從發(fā)送端虛擬網(wǎng)卡發(fā)送到Dom0中

2、的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備仿真模塊，然后再從Dom0發(fā)送至接收端虛擬網(wǎng)卡。在此傳輸過程中數(shù)據(jù)包要經(jīng)過多個域的處理，并且CPU也要進行多次特權(quán)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(nèi)存的方式在兩個通信的硬件虛擬機之間建立直接數(shù)據(jù)傳輸通道來進行數(shù)據(jù)傳輸。
　　 本文首先介紹了虛擬機技術(shù)的相關(guān)背景和研究現(xiàn)狀，概述了部分必要的Xen關(guān)鍵技術(shù)、機制

3、，詳細分析了Xen硬件虛擬機網(wǎng)絡(luò)I/O虛擬化模型和域間通信的工作過程，并從中總結(jié)出域間通信性能損失的原因。
　　 然后，結(jié)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(nèi)存進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)膬?yōu)化模型。優(yōu)化模型的特點在于：數(shù)據(jù)傳輸不通過虛擬網(wǎng)絡(luò)I/O，而是通過域間共享內(nèi)存的方式進行雙向數(shù)據(jù)傳輸，提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃耘c效率；通過域間事件通道機制為數(shù)據(jù)傳輸提供管理控制服務(wù)，減少了額外開銷；在硬件虛擬機中通過NDI