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文檔簡介
1、近年來互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和應用的不斷發(fā)展,推動了對軟件兼容性和可移植性的需求,使得虛擬機日益成為研究熱點。一般來說,虛擬化技術(shù)可以被分為兩類:泛虛擬化(Para-virtualization)和完全虛擬化(Full-virtualization)。泛虛擬化的實現(xiàn)需要修改操作系統(tǒng),系統(tǒng)的性能較高,但對操作系統(tǒng)的修改也導致其兼容性較差。與此相對,完全虛擬化實現(xiàn)不需要修改操作系統(tǒng),可以直接運行各類主流的操作系統(tǒng),但缺點是性能較差。
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2、tel和AMD近年來推出了硬件虛擬化技術(shù)使這一情況得到改善,其中Intel的支持x86體系架構(gòu)的硬件虛擬化技術(shù)被稱為VT-x。該技術(shù)能極大地提升VMM(Virtual Machine Monitor)對虛擬機控制的靈活性和粒度。在硬件虛擬化技術(shù)的支持下,Xen3。0版本開始實現(xiàn)了完全虛擬化。這極大的提高了Xen的兼容性和可移植性。
但Xen完全虛擬化的實現(xiàn)性能表現(xiàn)還較差,其中I/O的性能更是一個薄弱的環(huán)節(jié)。完全虛擬化的Xe
3、n通過虛擬設備模型的方式為虛擬機提供設備訪問的接口,設備模型提供了對PC平臺設備的模擬,即用軟件的方法模擬硬件級的編程接口,從而使得無需修改虛擬機的操作系統(tǒng)即可通過這些接口訪問物理設備。
論文選擇Pcnet虛擬網(wǎng)卡作為研究對象,對虛擬設備模型進行了深入的研究和分析。Pcnet作為一個功能相對簡單的網(wǎng)卡,易于理解Xen對它虛擬化實現(xiàn)的原理和方法。而Pcnet虛擬網(wǎng)卡和其他的虛擬網(wǎng)卡在模型上是相似的,同時其結(jié)論也容易被應用到其
4、他的虛擬設備。
論文對Pcnet網(wǎng)卡和Pcnet虛擬網(wǎng)卡的體系結(jié)構(gòu)和工作原理進行了細致的分析和研究,并在模型分析和實驗數(shù)據(jù)分析的基礎上,指出了其模型中的性能瓶頸。即I/O請求所引起的Hypervisor(虛擬機監(jiān)視器)、DomainO、DomainU之間的頻繁切換,是影響系統(tǒng)性能的重要原因。針對這一分析結(jié)果,論文提出了將Pcnet虛擬網(wǎng)卡的狀態(tài)信息放入I/O共享頁中,使得Hypervisor和DomainO都可以直接訪問該
5、狀態(tài)信息,通過在Hypervisor中處理部分網(wǎng)絡I/O請求,減少Hypervisor和DomainO之間的切換開銷來提高系統(tǒng)性能。
在模型改進的基礎上,論文介紹了對模型改進的具體實現(xiàn)。并分析了模型改進后的I/O請求處理流程和中斷傳遞流程的變化。通過搭建實驗環(huán)境對改進后的系統(tǒng)進行測試,驗證了改進后的模型可以穩(wěn)定的運行,其性能比原有模型有較大的提高。論文的模型改進可以被推廣到一般的虛擬網(wǎng)卡,也可以被推廣到其他的虛擬設備。同時
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