發(fā)布時(shí)間：2020-04-24 01:29

【摘要】： 多核,即在一枚處理器中集成兩個(gè)或多個(gè)完整的計(jì)算引擎,已經(jīng)成為服務(wù)器技術(shù)的重要技術(shù)支點(diǎn)。未來(lái)多核處理器的發(fā)展趨勢(shì)是多核的異構(gòu)性,其中動(dòng)態(tài)異構(gòu)將對(duì)未來(lái)的操作系統(tǒng)提出更大的挑戰(zhàn)。間歇性故障(Intermittent fault)是硬件領(lǐng)域一個(gè)普遍的現(xiàn)象,也是典型的動(dòng)態(tài)異構(gòu)場(chǎng)景。間歇性故障指的是硬件在一段時(shí)間內(nèi)突發(fā)的故障,通常由電壓、溫度等因素的波動(dòng)而引起。由于引起間歇性故障的因素非常多,所以突發(fā)故障持續(xù)的時(shí)間也是可短可長(zhǎng)的。 虛擬化技術(shù)是一個(gè)和多核處理器密切相關(guān)的概念,其基本思路就是單一的物理資源可以形成多個(gè)虛擬資源被操作。有了多核處理器,虛擬化的實(shí)現(xiàn)變得更為簡(jiǎn)單。近年來(lái),Xen已經(jīng)成為最熱門的虛擬化技術(shù)之一。Xen是一個(gè)在IA-32 (x86, x86-64), IA-64及PowerPC 970等架構(gòu)基礎(chǔ)上的虛擬機(jī)監(jiān)視器。Xen允許多個(gè)操作系統(tǒng)以安全和資源可管理的風(fēng)格來(lái)共享普通的硬件,與此同時(shí)并不犧牲性能和功能。多任務(wù)是Xen的核心特點(diǎn)之一,Xen的Hypervisor(管理程序)介于硬件層和Xen的客戶操作系統(tǒng)(Guest OS)之間,它必須保證每個(gè)正在運(yùn)行的虛擬機(jī)獲得一定的CPU時(shí)間。與操作系統(tǒng)的調(diào)度類似,Xen的調(diào)度是在公平的運(yùn)行每個(gè)domain(虛擬運(yùn)行環(huán)境)和達(dá)到較好的總體吞吐量之間的權(quán)衡。 在動(dòng)態(tài)異構(gòu)多核處理器中,操作系統(tǒng)的調(diào)度會(huì)對(duì)性能和電源效率產(chǎn)生重大影響。同樣的,不考慮多核動(dòng)態(tài)異構(gòu)性的CPU調(diào)度算法很可能會(huì)降低虛擬機(jī)的性能和可靠性。CPU間歇性故障會(huì)對(duì)多核處理器的性能和安全造成影響,因此也會(huì)對(duì)Xen的調(diào)度性能產(chǎn)生影響。我們?cè)贖ypervisor中建立了一個(gè)模擬CPU間歇性故障的時(shí)間模型,該模型下,未經(jīng)修改的Xen系統(tǒng)中的虛擬機(jī)會(huì)立刻崩潰。 我們分析了Xen中默認(rèn)使用的也是最常用的CPU調(diào)度算法:Credit調(diào)度算法,發(fā)現(xiàn)該算法并未采集CPU上下線狀態(tài)的變化情況。如果一個(gè)CPU突然下線,在該CPU上執(zhí)行和等待的線程(在Xen中,這種線程指的是VCPU)就會(huì)終止。Xen的每一個(gè)domain關(guān)聯(lián)一個(gè)或多個(gè)VCPU。在CPU該再次上線之前,關(guān)聯(lián)離線CPU上VCPU的domain就會(huì)無(wú)法正常工作,因此導(dǎo)致該domain對(duì)應(yīng)虛擬機(jī)的系統(tǒng)崩潰。 本文針對(duì)Xen調(diào)度算法存在的問(wèn)題,提出了應(yīng)對(duì)CPU間歇性故障的自適應(yīng)策略。在調(diào)度器中,我們周期性的跟蹤C(jī)PU的狀態(tài)變化,一旦某個(gè)CPU從在線狀態(tài)變?yōu)殡x線狀態(tài),我們就把發(fā)生故障的CPU上的負(fù)載轉(zhuǎn)移到其他的CPU上。實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)間歇性故障頻繁發(fā)生時(shí),應(yīng)用了自適應(yīng)策略的Xen系統(tǒng)將能繼續(xù)正常的運(yùn)轉(zhuǎn),并且性能平滑的下降;與此同時(shí),跟蹤的開(kāi)銷幾乎可以忽略不計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：TP332

【同被引文獻(xiàn)】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前1條

1 曹欣;半虛擬化技術(shù)分析與研究[D];浙江大學(xué);2008年

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本文編號(hào)：2638373