【摘要】：隨著科學技術(shù)的發(fā)展,服務器和微型計算機的CPU已經(jīng)從單核過渡到多核,將來的計算機將具有越來越多的計算資源。系統(tǒng)虛擬化將一臺物理計算機系統(tǒng)虛擬為若干臺虛擬計算機系統(tǒng),在多核的環(huán)境下能夠支持多個虛擬機同時運行,將單一系統(tǒng)細分成多個系統(tǒng)以容納更多的客戶執(zhí)行環(huán)境以及更多的應用,從而提高系統(tǒng)的利用率。系統(tǒng)虛擬化技術(shù)雖然為高性能計算帶來了靈活性,但是,不同的高性能計算應用對于計算資源的需求不同。因此,如何根據(jù)應用需求對虛擬計算資源進行高效的管理,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虛擬機監(jiān)控器技術(shù),在虛擬機監(jiān)控器調(diào)度方面在現(xiàn)有CPU虛擬化的框架上設(shè)計了新的調(diào)度算法并實現(xiàn)了調(diào)度器以提高性能降低響應延遲,并基于CPU熱插拔做了進一步的性能優(yōu)化。主要的研究內(nèi)容如下： 1.對Intel硬件虛擬化技術(shù)和Xen虛擬機監(jiān)控器做出分析,認為調(diào)度算法在CPU虛擬化分配處理器資源中起關(guān)鍵作用,對虛擬機的計算性能和需求響應有很大影響。 2.在Xen現(xiàn)有調(diào)度算法的基礎(chǔ)上,根據(jù)實際應用環(huán)境的需要,設(shè)計并實現(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延遲的關(guān)鍵應用虛擬域所擁有的vcpu與非關(guān)鍵應用虛擬域所擁有的vcpu分別處理。關(guān)鍵應用虛擬域的每一個vcpu和一個物理CPU互相綁定,不因為調(diào)度被定時器中斷或進行上下文切換,因此提高了vcpu的性能、降低了vcpu的響應延遲。非關(guān)鍵應用虛擬域所有的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上的運行時間,通過負載平衡平均多個物理CPU的使用率。 3.半虛擬域的操作系統(tǒng)對CPU熱插拔的支持,使得在整個虛擬化系統(tǒng)中關(guān)鍵應用虛擬域有較多vcpu,非關(guān)鍵應用虛擬域的多個vcpu只能運行在相對較少的物理CPU時,可以通過熱移除Domain0的vcpu使任務和功能不變而vcpu;總數(shù)減少,從而降低了頻繁切換vcpu引起的性能下降。 在測試平臺上采用Linpack工具和Mini-OS半虛擬化操作系統(tǒng)對計算性能和網(wǎng)絡響應延遲的測量比較,表明以上工作能夠使關(guān)鍵應用虛擬域在同樣的CPU和硬件環(huán)境上達到比Xen原有調(diào)度算法更高的計算性能,其他虛擬域的CPU使用情況不會影響該關(guān)鍵應用虛擬域的計算性能,大大降低關(guān)鍵應用虛擬域系統(tǒng)對外來需求的響應延遲。
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：TP302

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 陳文智;姚遠;楊建華;何欽銘;;Pcanel/V2——基于Intel VT-x的VMM架構(gòu)[J];計算機學報;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];微型電腦應用;2009年02期

本文編號：2728392