發(fā)布時間：2020-03-18 11:58

【摘要】：隨著系統(tǒng)資源在規(guī)模上的不斷擴展,計算機領(lǐng)域面臨著如何充分利用硬件資源的重大問題。虛擬化技術(shù)作為一種新型計算模式成為解決此類問題的關(guān)鍵,虛擬機監(jiān)控器(VMM)是實施虛擬化的基礎(chǔ)。 目前VMM采用了多種手段實現(xiàn)處理器虛擬化和虛擬機管理,其中Intel VT-x技術(shù)在硬件級別上提供了相當程度的支持。由于VT-x技術(shù)與其他多種處理器虛擬化方法共存,同時硬件平臺和應(yīng)用環(huán)境也存在較大差異,因此需要在采用VT-x技術(shù)的基礎(chǔ)上兼顧到其它多種影響因素,以最大程度的發(fā)揮硬件潛能。本文在一種協(xié)作型VMM框架下,完成了基于VT-x平臺的處理器虛擬化和虛擬機管理兩大子系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn),主要解決了以下四個方面問題: 1、通過在在多處理器平臺上采用基于主體的處理器劃分方式,隔離了VMM和IO處理機(IOPM)對處理器的控制沖突,使處理器分配方式能夠滿足協(xié)作模型的特殊需求。 2、設(shè)計了基于VT-x的處理器虛擬化方案,在處理器操作模式轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)上,完成虛擬處理器(VCPU)執(zhí)行環(huán)境構(gòu)造。VCPU行為限制,有效實現(xiàn)了處理器虛擬化。進一步提出一種用戶可配置虛擬機控制結(jié)構(gòu)的方案,以提升某些應(yīng)用環(huán)境中的虛擬化性能。 3、針對協(xié)作模型對VCPU調(diào)度的影響,在對各種VCPU調(diào)度算法比對篩選的基礎(chǔ)上,提出了一種靜態(tài)分配與動態(tài)調(diào)度相結(jié)合的調(diào)度策略,并依此設(shè)計了改進型的s-credit調(diào)度算法,能夠較好的兼顧I/O密集型和計算密集型應(yīng)用。 4、依據(jù)協(xié)作模型的特點,設(shè)計出一種輕量級的虛擬機管理結(jié)構(gòu),體積小巧層次清晰,并建立了用戶交互模型,能夠為用戶提供便利的虛擬機管理接口。本文在VMM原型系統(tǒng)中完成了上述工作,對I/O密集型和計算密集型應(yīng)用在虛擬化系統(tǒng)中的效率進行了測試。進一步在對VCPU退出測試的基礎(chǔ)上,將退出原因進行基于概率的分類統(tǒng)計,為性能優(yōu)化提供了參考依據(jù)。實驗結(jié)果表明,本文完成的相關(guān)工作可以滿足協(xié)作型VMM對處理器的各種需求,在處理器虛擬化及虛擬機管理方面具備較高的效率。
【圖文】：

MSR 23 0%READ_CR0 636122 0%READ_CR3 1926134 0%READ_CR4 73 0%WRITE_CR0 952616 0%WRITE_CR3 3261042 0%WRITE_CR4 126 0%WRITE_DR0 1 0%WRITE_DR1 1 0%WRITE_DR2 1 0%WRITE_DR3 1 0%WRITE_DR7 1 0%擬機管理功能測試驗證系統(tǒng)的可用性，需要對虛擬機管理進行功能測試 本節(jié)在已經(jīng)型系統(tǒng)上，從虛擬機創(chuàng)建 運行 銷毀的執(zhí)行流程對虛擬機管理進行了由 IOPM 提供，IOPM 采用 Fedoro 10，內(nèi)核版本為 2.6.28

信息工程大學碩士學位論文事先編譯好的一段代碼模擬操作系統(tǒng)的運行，該模擬程序通過 VM 的運行，其中編寫了一些導致 VM 退出的特權(quán)指令 VM 在 IOPM 中打開控制臺，，進入用戶接口模塊所在目錄，VM 創(chuàng)行命令 insmod mod.ko，將用戶管理程序以內(nèi)核模塊的形式插行命令./user，運行用戶接口程序 入命令 vmcreate，啟動虛 VM M 運行 截圖如圖 37 所示
【學位授予單位】：解放軍信息工程大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TP332

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