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Xen虚拟化网络I/O优化方法

作　者: 赵威
导　师: 冯丹
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机系统结构
关键词: 虚拟化最低带宽服务质量保证
分类号: TP302
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 83次
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内容摘要

在Xen的虚拟设备模型中,网络设备以虚拟网卡的形式呈现给虚拟系统,虚拟网卡驱动包括前后端驱动,利用Xen提供的一些底层机制(I/O环、共享内存和事件通道等)共同处理虚拟系统网络I/O请求。Xen在分配虚拟系统带宽时采用基于Credit算法的策略,采取控制虚拟网卡上限的方式进行。这种策略较好的满足公平性、隔离性和安全性的要求。但在更复杂的环境下还欠缺灵活性和效率。通过分析Xen虚拟网卡实现原理和带宽分配策略,针对虚拟机的带宽保证和虚拟网卡的服务能力扩充,提出了一种优化方案,首先修改虚拟网卡在内核中的数据结构,扩展内核接口,使用proc文件系统等技术实现了动态修改带宽。根据数据差值思想和累积策略,实现了一种检测网卡繁忙程度的方法,并在这个基础上,实现了一种带宽分配方法,弥补了原有策略无法保证虚拟系统最低带宽需求的缺陷。提出了一种将多网卡绑定和虚拟化技术结合的方法,提高单个虚拟网卡的带宽。解决了虚拟网卡的带宽无法超越物理网卡带宽,限制了带宽资源的抽象化和虚拟化的问题。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
1 绪言  9-17
  1.1 虚拟化技术的发展概述  9
  1.2 虚拟化技术的分类  9-11
  1.3 XEN 虚拟化解决方案  11
  1.4 XEN 虚拟机简介  11-16
  1.5 本文研究的主要内容  16
  1.6 本章小结  16-17
2 Xen 虚拟化I  17-20
  2.1 XEN 虚拟化I/O 的主要机制和策略  17-19
  2.2 影响XEN 虚拟化I/O 性能的因素分析  19
  2.3 本章小结  19-20
3 Xen 虚拟化网络I  20-25
  3.1 XEN 虚拟网卡工作流程  20-21
  3.2 CREDIT 带宽分配策略  21-23
  3.3 XEN 虚拟网卡带宽分配存在的问题  23-24
  3.4 XEN 虚拟网络带宽资源存在的限制  24
  3.5 本章小结  24-25
4 Xen 虚拟机带宽分配策略的优化  25-35
  4.1 优化带宽分配策略实现的关键技术  25-29
  4.2 改进后的带宽分配算法描述  29-31
  4.3 实验和结果  31-34
  4.4 本章小结  34-35
5 Xen 虚拟机和多网卡绑定技术结  35-39
  5.1 在XEN 中实现多网卡绑定的方法  35-37
  5.2 实验和结果  37-38
  5.3 本章小结  38-39
6 总结  39-41
致谢  41-42
参考文献  42-46
附录攻读硕士学位期间发表论文目录  46

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