基于混合虛擬化技術(shù)的虛擬機(jī)性能優(yōu)化研究及應(yīng)用.pdf

1、隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及，系統(tǒng)虛擬化技術(shù)越來越廣泛地被數(shù)據(jù)中心使用，通過構(gòu)建虛擬機(jī)集群的方式整合與最大化利用現(xiàn)有的服務(wù)器硬件資源，降低數(shù)據(jù)中心耗電量，符合綠色計(jì)算的理念。部署虛擬機(jī)集群的關(guān)鍵點(diǎn)之一是盡可能地減少因系統(tǒng)虛擬化而引入的性能開銷?，F(xiàn)有的虛擬化方案主要采用準(zhǔn)虛擬化技術(shù)和硬件輔助虛擬化技術(shù)，但它們在性能上存在各自的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)。因此，優(yōu)化系統(tǒng)虛擬化方案，提高虛擬機(jī)性能，是當(dāng)前學(xué)術(shù)界和工業(yè)界對于云計(jì)算基礎(chǔ)架構(gòu)技術(shù)的研究熱點(diǎn)

2、之一。
　　本文基于對各種系統(tǒng)虛擬化方案的分析與比較，提出混合虛擬化技術(shù)，通過對現(xiàn)有的準(zhǔn)虛擬化技術(shù)和硬件輔助虛擬化技術(shù)進(jìn)行融合與優(yōu)化，提高虛擬機(jī)的性能。混合虛擬化技術(shù)的設(shè)計(jì)核心思想是在硬件輔助虛擬化虛擬機(jī)容器中運(yùn)行準(zhǔn)虛擬化操作系統(tǒng)，采用硬件輔助虛擬化方案實(shí)現(xiàn) CPU虛擬化和內(nèi)存虛擬化，采用經(jīng)優(yōu)化過的準(zhǔn)虛擬化方案實(shí)現(xiàn)I/O虛擬化。
　　本文在Xen虛擬化平臺上實(shí)現(xiàn)了混合虛擬化方案的系統(tǒng)原型，并使用標(biāo)準(zhǔn)化測試工具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集

3、，驗(yàn)證了混合虛擬化技術(shù)對于虛擬機(jī)性能的提升。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在CPU密集型負(fù)載測試中，混面向電工電子學(xué)科虛擬實(shí)驗(yàn)的后臺仿真求解平臺是虛擬實(shí)驗(yàn)平臺的運(yùn)算核心，采用分布式計(jì)算和虛擬機(jī)集群的方案，部署大規(guī)模的計(jì)算服務(wù)陣列，以滿足龐大的同時(shí)在線用戶的虛擬實(shí)驗(yàn)前端應(yīng)用需求。本文研究的混合虛擬化技術(shù)優(yōu)化了虛擬機(jī)的結(jié)構(gòu)，提高了虛擬機(jī)集群的計(jì)算能力，更高效地完成虛擬實(shí)驗(yàn)后臺仿真求解的運(yùn)算任務(wù)。本文的研究屬于虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺的關(guān)鍵技術(shù)研究之一，具備很強(qiáng)的應(yīng)

4、用背景。
　　合虛擬化虛擬機(jī)的性能大大高于準(zhǔn)虛擬化虛擬機(jī)，微觀性能提升約50％，宏觀性能提升約30%；在I/O密集型負(fù)載測試中，混合虛擬化虛擬機(jī)在維持原有帶寬的前提下，CPU效率優(yōu)于原本的硬件輔助虛擬化虛擬機(jī)，最高可節(jié)省16%的CPU占用率。
　　面向電工電子學(xué)科虛擬實(shí)驗(yàn)的后臺仿真求解平臺是虛擬實(shí)驗(yàn)平臺的運(yùn)算核心，采用分布式計(jì)算和虛擬機(jī)集群的方案，部署大規(guī)模的計(jì)算服務(wù)陣列，以滿足龐大的同時(shí)在線用戶的虛擬實(shí)驗(yàn)前端應(yīng)用需求。本文