【摘要】：隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,服務(wù)器和微型計(jì)算機(jī)的CPU已經(jīng)從單核過渡到多核,將來的計(jì)算機(jī)將具有越來越多的計(jì)算資源。系統(tǒng)虛擬化將一臺(tái)物理計(jì)算機(jī)系統(tǒng)虛擬為若干臺(tái)虛擬計(jì)算機(jī)系統(tǒng),在多核的環(huán)境下能夠支持多個(gè)虛擬機(jī)同時(shí)運(yùn)行,將單一系統(tǒng)細(xì)分成多個(gè)系統(tǒng)以容納更多的客戶執(zhí)行環(huán)境以及更多的應(yīng)用,從而提高系統(tǒng)的利用率。系統(tǒng)虛擬化技術(shù)雖然為高性能計(jì)算帶來了靈活性,但是,不同的高性能計(jì)算應(yīng)用對(duì)于計(jì)算資源的需求不同。因此,如何根據(jù)應(yīng)用需求對(duì)虛擬計(jì)算資源進(jìn)行高效的管理,如何充分發(fā)揮多核體系結(jié)構(gòu)的性能等問題都有待深入研究。 本文根據(jù)了Intel硬件虛擬化和Xen虛擬機(jī)監(jiān)控器技術(shù),在虛擬機(jī)監(jiān)控器調(diào)度方面在現(xiàn)有CPU虛擬化的框架上設(shè)計(jì)了新的調(diào)度算法并實(shí)現(xiàn)了調(diào)度器以提高性能降低響應(yīng)延遲,并基于CPU熱插拔做了進(jìn)一步的性能優(yōu)化。主要的研究?jī)?nèi)容如下： 1.對(duì)Intel硬件虛擬化技術(shù)和Xen虛擬機(jī)監(jiān)控器做出分析,認(rèn)為調(diào)度算法在CPU虛擬化分配處理器資源中起關(guān)鍵作用,對(duì)虛擬機(jī)的計(jì)算性能和需求響應(yīng)有很大影響。 2.在Xen現(xiàn)有調(diào)度算法的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)際應(yīng)用環(huán)境的需要,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了新的調(diào)度算法。該調(diào)度算法將虛擬系統(tǒng)中的需要高性能和低響應(yīng)延遲的關(guān)鍵應(yīng)用虛擬域所擁有的vcpu與非關(guān)鍵應(yīng)用虛擬域所擁有的vcpu分別處理。關(guān)鍵應(yīng)用虛擬域的每一個(gè)vcpu和一個(gè)物理CPU互相綁定,不因?yàn)檎{(diào)度被定時(shí)器中斷或進(jìn)行上下文切換,因此提高了vcpu的性能、降低了vcpu的響應(yīng)延遲。非關(guān)鍵應(yīng)用虛擬域所有的vcpu在沒有綁定的物理CPU調(diào)度,通過調(diào)度使vcpu公平獲得在物理CPU上的運(yùn)行時(shí)間,通過負(fù)載平衡平均多個(gè)物理CPU的使用率。 3.半虛擬域的操作系統(tǒng)對(duì)CPU熱插拔的支持,使得在整個(gè)虛擬化系統(tǒng)中關(guān)鍵應(yīng)用虛擬域有較多vcpu,非關(guān)鍵應(yīng)用虛擬域的多個(gè)vcpu只能運(yùn)行在相對(duì)較少的物理CPU時(shí),可以通過熱移除Domain0的vcpu使任務(wù)和功能不變而vcpu;總數(shù)減少,從而降低了頻繁切換vcpu引起的性能下降。 在測(cè)試平臺(tái)上采用Linpack工具和Mini-OS半虛擬化操作系統(tǒng)對(duì)計(jì)算性能和網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)延遲的測(cè)量比較,表明以上工作能夠使關(guān)鍵應(yīng)用虛擬域在同樣的CPU和硬件環(huán)境上達(dá)到比Xen原有調(diào)度算法更高的計(jì)算性能,其他虛擬域的CPU使用情況不會(huì)影響該關(guān)鍵應(yīng)用虛擬域的計(jì)算性能,大大降低關(guān)鍵應(yīng)用虛擬域系統(tǒng)對(duì)外來需求的響應(yīng)延遲。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號(hào)】：TP302

【參考文獻(xiàn)】

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1 陳文智;姚遠(yuǎn);楊建華;何欽銘;;Pcanel/V2——基于Intel VT-x的VMM架構(gòu)[J];計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào);2009年07期

2 顧振宇;張申生;李曉勇;;Xen中Credit調(diào)度算法的優(yōu)化[J];微型電腦應(yīng)用;2009年02期

本文編號(hào)：2728392