【摘要】：虛擬機管理器(VMM)在軟件層實現硬件抽象，將物理資源映射到多個上層客戶操作系統(tǒng)中�；谔摂M化的平臺布置，比如將Web服務器，應用程序服務器和數據庫服務器集合到一臺物理計算機上，已經成為一種趨勢。因此，實現虛擬機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，目前虛擬機體系結構下的性能和公平性保證相關的研究很少，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重的磁盤調度算法，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研究工作。比例化的CPU調度架構在第三章介紹，而第四章論述了基于權重的磁盤調度算法。論文評估了改良后的系統(tǒng)性能，證明了這兩類方法確實能夠有效地提升存儲系統(tǒng)的公平性表現。 比例化的CPU分配算法在系統(tǒng)吞吐量和服務公平性之間做出權衡。論文提出一種系統(tǒng)擁塞分析機制。當CPU資源充分時，算法優(yōu)先考慮系統(tǒng)吞吐量，允許每個域(domain)使用他們能獲得的CPU資源。但當系統(tǒng)超負荷(CPU利用率超過一定閾值)時，算法使用一套基于回饋的自適應控制系統(tǒng)來保證CPU在各個域之間公平分配(按照權重比例)。論文引入了測量Xen虛擬機的分離設備域(IDD)CPU使用量的“系統(tǒng)監(jiān)控程序”，設計了一套“控制器”以計算各個域應得的合理的CPU份額。最后，通過布置在內核態(tài)的“執(zhí)行器”實現了CPU份額的公平設置。通過這套方法，系統(tǒng)在滿載的時候能保證資源的公平分配，實現在該情況下各請求域性能的“平穩(wěn)下降”。標準測試工具的分析結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重的磁盤調度算法，解決了XenLinux的CFQ調度算法存在的公平性問題。稱為wCFQ-CRR的改良算法，，引入了IO權重參數，并將磁盤服務時間作為公平性衡量的標準(取代了原CFQ算法以請求處理數量為公平性度量標準的做法)。同時，新算法將IO處理在一個輪轉調度周期中多使用的磁盤時間從下一個調度周期的時間份額中減去，從而實現了各個用戶域之間在磁盤服務時 間緯度上的公平性保障。另外，當系統(tǒng)中只有一個活動的IO請求域時，時間補償算法將不被使用，從而最大可能的提升系統(tǒng)的IO吞吐量。通過實驗證明，wCFQ-CRR調度算法能較好的解決CFQ算法公平性缺失的問題，同時保持和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相關用戶域的性能和公平性保證這兩個方面的作用。下文繼續(xù)采用在3.1中使用的三個實驗例子，分析改良的算法是否能夠在Domaino滿負荷的時候保證各個用戶域的公平性。從表3一2和圖3一3可以看到，Domainl中運行的APache服務器的響應時間和每個請求的平均處理時間在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、、淤哭 哭 TimePerrrDomoavgCPUUUDomOmaxCPUUUDomominCPUUU rrrrrequest(ms)))util(%)))util(%)))util(%))) DDDomlll1213.343339.644412.34446.2333DDDoml， 2221294.9022219.011127.599911.4555DDDoml
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2007
【分類號】：TP333

【引證文獻】

相關期刊論文 前1條

1 朱團結;艾麗蓉;;基于共享內存的Xen虛擬機間通信的研究[J];計算機技術與發(fā)展;2011年07期

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2 李勇;虛擬機監(jiān)控器內存管理機制研究與實現[D];解放軍信息工程大學;2010年

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

4 張德;硬件虛擬機的域間通訊和性能模型研究[D];華中科技大學;2008年

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

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7 李雅芳;基于服務感知的I/O請求調度算法研究[D];湖南大學;2011年

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

本文編號：2710046