Xen虛擬機間通信優(yōu)化研究與實現(xiàn).pdf

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

2、屬于個人的獨立、隔離的計算環(huán)境；可以實現(xiàn)整合服務器，節(jié)省資金提高資源利用率；可以實現(xiàn)故障隔離，提高系統(tǒng)安全性。 虛擬化技術一個重要的應用就是服務器整合，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)運行成本。服務器整合通常通過在一臺服務器上運行多層服務來實現(xiàn)。而不同層次的服務通常運行在不同的虛擬機中，此時這些虛擬機之間的通信就非常頻繁。 本文研究了Xen虛擬機之間的通信性能，找出了其性能瓶頸，并實現(xiàn)了IDCO優(yōu)化

3、模型對其進行改進。 目前，Xen中不同的Guest之間進行通信時，首先要將請求發(fā)送到Guest之中的前端，它再轉發(fā)到Domain0上的back-end，這就會發(fā)生一次Domain 切換，然后經(jīng)過Domain0中的Driver Model進行處理，這不僅延長了通信路徑，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，本論文在研究相關工作的基礎上，結合自己的研究，設計并實現(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)存實現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)傳輸，繞過原有機制，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，論文還設計試驗方案，從帶寬，延遲，CPU利用率以及Domain切換次數(shù)等多個方面給出了新的通信模型和原有通信方法之間的性能對比。結果表明，IDCO優(yōu)化模型顯著改善了同一