嵌入式虛擬化環(huán)境中I-O性能瓶頸分析與優(yōu)化.pdf

1、近些年來，計算機科學技術和移動互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展迅速，嵌入式環(huán)境下的虛擬化技術，已引起越來越多的關注，成為計算機科學技術領域的熱點技術。嵌入式虛擬化監(jiān)控程序致力于提高效率，而同時由于嵌入式系統(tǒng)需要與物理世界進行頻繁的交互，這種交互通常表現(xiàn)為與外界 I/O請求的處理，因此 I/O虛擬化的性能成為了嵌入式虛擬化技術的重要技術指標。
　　首先，本文介紹了基于KVM的嵌入式虛擬化平臺KVM/ARM，以及其半虛擬化驅(qū)動程序VirtIO。隨后建立了

2、性能模型并進行了實驗，并使用這個模型分析了實驗結(jié)果中的瓶頸的原因。瓶頸產(chǎn)生的原因是因為CPU資源已經(jīng)飽和，而在這個I/O路徑中，頻繁的超級調(diào)用消耗了大量的CPU資源。
　　在此基礎上，本文提出了嵌入式虛擬化環(huán)境中網(wǎng)絡 I/O性能優(yōu)化的思路和模型。在思路和模型的提出過程中，我們借鑒了中斷節(jié)制技術，通過緩存 I/O請求一定時間再進行超級調(diào)用，一次超級調(diào)用可以處理多次I/O請求，提高了CPU利用效率進而提高了虛擬化效率，驗證和測試了我們

3、的整體優(yōu)化思路；建立了優(yōu)化模型，通過緩存I/O請求和平衡請求處理延遲設計了超級調(diào)用的聚合算法；最后我們給出了具體的實現(xiàn)方式，關鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，核心函數(shù)的設計，以及優(yōu)化后的網(wǎng)絡I/O請求處理流程。
　　最后本章介紹了優(yōu)化算法的測試與驗證過程，包括了實驗平臺，實驗方法以及測試的結(jié)果。實驗結(jié)果表明優(yōu)化算法對嵌入式虛擬化網(wǎng)絡 I/O性能提升有著非常明顯的作用，對于三種應用場景批量數(shù)據(jù)傳輸，高并發(fā)讀，讀寫混合，運行6臺虛擬機情況下其性能提升的