Intel VT-d技術(shù)的研究及其在KVM虛擬機(jī)上的實(shí)現(xiàn).pdf

1、近幾年，隨著信息技術(shù)在各行各業(yè)的普遍應(yīng)用，出現(xiàn)了信息資源管理，服務(wù)器整合等需求，虛擬化技術(shù)作為一種解決方案而進(jìn)入了一個(gè)快速發(fā)展的繁榮時(shí)代，特別是最近云式計(jì)算概念的提出，更是使虛擬技術(shù)成為最熱門的研究話題之一。虛擬化技術(shù)主要是通過(guò)軟硬件技術(shù)方式，將底層的計(jì)算資源或者化分為多個(gè)運(yùn)行環(huán)境，或者整合成單個(gè)運(yùn)行環(huán)境，從而滿足對(duì)各種應(yīng)用的要求。虛擬化技術(shù)在很多重要領(lǐng)域都具有很高的實(shí)用價(jià)值，如集成服務(wù)，內(nèi)核的開(kāi)發(fā)，內(nèi)核的調(diào)試，安全計(jì)算，多系統(tǒng)并行計(jì)算

2、，系統(tǒng)遷移等。因此，如何提升虛擬機(jī)的性能和安全成為研究熱點(diǎn)，作為虛擬化核心技術(shù)之一的虛擬I/O技術(shù)，自從設(shè)計(jì)出設(shè)備模擬虛擬I/O模型以及泛虛擬化設(shè)備驅(qū)動(dòng)I/O模型，一直發(fā)展緩慢。 順應(yīng)市場(chǎng)需求和技術(shù)需要，Intel推出了VT-d技術(shù)，該技術(shù)是在芯片級(jí)對(duì)虛擬機(jī)提供支持，能有效提高虛擬機(jī)的I/O性能，并對(duì)傳統(tǒng)的操作系統(tǒng)起到一定的安全隔離作用。利用KVM和Xen虛擬機(jī)開(kāi)源的優(yōu)點(diǎn)，IntelLinuxVMM小組在其基礎(chǔ)上加入了對(duì)VT-d

3、的支持。本文作者有幸參與了該項(xiàng)目，主要側(cè)重直接I/O虛擬化技術(shù)的研究和其在開(kāi)源虛擬機(jī)KVM上的實(shí)現(xiàn)。 本文首先對(duì)虛擬計(jì)算技術(shù)和當(dāng)前著名的虛擬機(jī)進(jìn)行了介紹，分析了KVM虛擬機(jī)的架構(gòu)和設(shè)備虛擬化，接著討論了當(dāng)前流行的虛擬I/O模型的原理和實(shí)現(xiàn)，對(duì)它們的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的分析。然后文章深入研究了英特爾的VT-d技術(shù)，結(jié)合對(duì)KVM虛擬機(jī)的研究，對(duì)直接I/O虛擬模型進(jìn)行了整體設(shè)計(jì)，詳細(xì)論述了該模型在KVM虛擬機(jī)上的實(shí)現(xiàn)，并對(duì)該模型進(jìn)行了性