虛擬文件系統碎片的零拷貝整理系統.pdf

1、磁盤碎片一直是計算機系統中的一個重要問題。虛擬化技術的出現使得磁盤碎片問題變得更加嚴重和復雜。現有的碎片整理方法無法充分利用虛擬環(huán)境來快速高效地解決虛擬環(huán)境下的碎片問題。并且，在虛擬環(huán)境下，碎片不僅產生于物理磁盤，還產生于虛擬磁盤。而對于Windows系統的虛擬機，實驗表明虛擬磁盤碎片對其I/O性能造成重大的影響。進一步的對虛擬化I/O流程的分析以及性能剖析工具的測試表明，虛擬磁盤的碎片會導致虛擬機與虛擬機監(jiān)控器之間的開銷甚至整個虛擬化

2、I/O流程的一系列開銷都增加，從而嚴重影響I/O性能。因此，在虛擬化環(huán)境下，虛擬磁盤碎片的消除成為了一個關鍵。
　　 事實上，虛擬磁盤碎片的消除可以通過一種虛擬的整理方法實現，即僅僅修改虛擬文件系統的元數據，而不移動任何數據塊，就能使得文件映射（從虛擬機文件的數據塊到虛擬文件系統的數據塊的映射）變得連續(xù)。為了保證整理的正確性，由于不移動任何數據塊，實際映射（從虛擬文件系統的數據塊到物理文件系統的數據塊的映射）應當最終保持不變。那

3、么，鏡像映射（從存放虛擬文件系統的鏡像文件的數據塊到物理文件系統的數據塊的映射）則要根據新的文件映射進行相應的更新，以使得實際映射保持不變。這就是零拷貝的整理方法：在不拷貝任何數據塊的情況下消除虛擬磁盤碎片，減小虛擬機和虛擬機管理器之間的通信開銷以及整個虛擬化I/O流程的一系列開銷，從而提高虛擬機I/O性能。
　　 零拷貝碎片整理系統針對Xen虛擬機管理器和Windows的虛擬機實現了虛擬磁盤信息的獲取以及整理。微觀和宏觀的I/