【摘要】：虛擬機(jī)管理器(VMM)在軟件層實(shí)現(xiàn)硬件抽象，將物理資源映射到多個(gè)上層客戶操作系統(tǒng)中�；谔摂M化的平臺布置，比如將Web服務(wù)器，應(yīng)用程序服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫服務(wù)器集合到一臺物理計(jì)算機(jī)上，已經(jīng)成為一種趨勢。因此，實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)平臺上的故障隔離和性能(公平性)保證有著重要的意義。但是，目前虛擬機(jī)體系結(jié)構(gòu)下的性能和公平性保證相關(guān)的研究很少，而存儲子系統(tǒng)方面的研究更為缺乏。 本文提出兩種提升Xen虛擬機(jī)平臺存儲系統(tǒng)公平性的算法：比例化的CPU分配算法以及基于權(quán)重的磁盤調(diào)度算法，分析并解決了之前研究沒有涉及的問題。本文前兩章介紹背景知識和相關(guān)研究工作。比例化的CPU調(diào)度架構(gòu)在第三章介紹，而第四章論述了基于權(quán)重的磁盤調(diào)度算法。論文評估了改良后的系統(tǒng)性能，證明了這兩類方法確實(shí)能夠有效地提升存儲系統(tǒng)的公平性表現(xiàn)。 比例化的CPU分配算法在系統(tǒng)吞吐量和服務(wù)公平性之間做出權(quán)衡。論文提出一種系統(tǒng)擁塞分析機(jī)制。當(dāng)CPU資源充分時(shí)，算法優(yōu)先考慮系統(tǒng)吞吐量，允許每個(gè)域(domain)使用他們能獲得的CPU資源。但當(dāng)系統(tǒng)超負(fù)荷(CPU利用率超過一定閾值)時(shí)，算法使用一套基于回饋的自適應(yīng)控制系統(tǒng)來保證CPU在各個(gè)域之間公平分配(按照權(quán)重比例)。論文引入了測量Xen虛擬機(jī)的分離設(shè)備域(IDD)CPU使用量的“系統(tǒng)監(jiān)控程序”，設(shè)計(jì)了一套“控制器”以計(jì)算各個(gè)域應(yīng)得的合理的CPU份額。最后，通過布置在內(nèi)核態(tài)的“執(zhí)行器”實(shí)現(xiàn)了CPU份額的公平設(shè)置。通過這套方法，系統(tǒng)在滿載的時(shí)候能保證資源的公平分配，實(shí)現(xiàn)在該情況下各請求域性能的“平穩(wěn)下降”。標(biāo)準(zhǔn)測試工具的分析結(jié)果表明該算法較之其他研究工作提供更令人滿意的效果。 本文還提出了基于權(quán)重的磁盤調(diào)度算法，解決了XenLinux的CFQ調(diào)度算法存在的公平性問題。稱為wCFQ-CRR的改良算法，，引入了IO權(quán)重參數(shù)，并將磁盤服務(wù)時(shí)間作為公平性衡量的標(biāo)準(zhǔn)(取代了原CFQ算法以請求處理數(shù)量為公平性度量標(biāo)準(zhǔn)的做法)。同時(shí)，新算法將IO處理在一個(gè)輪轉(zhuǎn)調(diào)度周期中多使用的磁盤時(shí)間從下一個(gè)調(diào)度周期的時(shí)間份額中減去，從而實(shí)現(xiàn)了各個(gè)用戶域之間在磁盤服務(wù)時(shí) 間緯度上的公平性保障。另外，當(dāng)系統(tǒng)中只有一個(gè)活動的IO請求域時(shí)，時(shí)間補(bǔ)償算法將不被使用，從而最大可能的提升系統(tǒng)的IO吞吐量。通過實(shí)驗(yàn)證明，wCFQ-CRR調(diào)度算法能較好的解決CFQ算法公平性缺失的問題，同時(shí)保持和CFQ算法相近的整體IO吞吐率。
【圖文】：

本節(jié)分析3.4提出的CPU控制算法在10相關(guān)用戶域的性能和公平性保證這兩個(gè)方面的作用。下文繼續(xù)采用在3.1中使用的三個(gè)實(shí)驗(yàn)例子，分析改良的算法是否能夠在Domaino滿負(fù)荷的時(shí)候保證各個(gè)用戶域的公平性。從表3一2和圖3一3可以看到，Domainl中運(yùn)行的APache服務(wù)器的響應(yīng)時(shí)間和每個(gè)請求的平均處理時(shí)間在Doml，2情況下增加了6.72%，在Doml，2，3情況下增加12.64%，增加額較之修改前分別下降了52.31%和34.74%。表3一2修改后的CPU分配算法的10操作表現(xiàn)、、淤哭 哭 TimePerrrDomoavgCPUUUDomOmaxCPUUUDomominCPUUU rrrrrequest(ms)))util(%)))util(%)))util(%))) DDDomlll1213.343339.644412.34446.2333DDDoml， 2221294.9022219.011127.599911.4555DDDoml
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2007
【分類號】：TP333

【引證文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 朱團(tuán)結(jié);艾麗蓉;;基于共享內(nèi)存的Xen虛擬機(jī)間通信的研究[J];計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展;2011年07期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前8條

1 王曉睿;虛擬機(jī)監(jiān)控器體系結(jié)構(gòu)研究[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

2 李勇;虛擬機(jī)監(jiān)控器內(nèi)存管理機(jī)制研究與實(shí)現(xiàn)[D];解放軍信息工程大學(xué);2010年

3 崔澤永;基于KVM的虛擬機(jī)調(diào)度方法研究[D];北方工業(yè)大學(xué);2011年

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5 劉可超;基于Xen的虛擬存儲系統(tǒng)的研究和改進(jìn)[D];上海交通大學(xué);2010年

6 馮文芳;云計(jì)算下基于虛擬機(jī)遷移、負(fù)載均衡的能耗優(yōu)化算法研究[D];云南大學(xué);2012年

7 李雅芳;基于服務(wù)感知的I/O請求調(diào)度算法研究[D];湖南大學(xué);2011年

8 逄俊杰;Xen虛擬機(jī)的狀態(tài)監(jiān)測與系統(tǒng)性能優(yōu)化[D];吉林大學(xué);2013年

本文編號：2710046