【摘要】：伴隨著云計(jì)算的不斷發(fā)展,依托虛擬化技術(shù)的云主機(jī)受到了各行各業(yè)的追捧,用戶不再像往常一樣提前一次性購(gòu)買硬件服務(wù)設(shè)備,而是直接按需租用,不僅極大滿足了業(yè)務(wù)構(gòu)建,同時(shí)降低整個(gè)IT成本,其中的便利不言而喻。大多數(shù)云產(chǎn)商提供的云主機(jī)服務(wù)處于公有云模式之下,更多的是為了考慮每個(gè)用戶群體的基本需求,所以涉及的功能繁多,整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,涵蓋各種技術(shù)生態(tài),這對(duì)于一些特定環(huán)境下的群體并沒(méi)有普適性,反而會(huì)因?yàn)樵浦鳈C(jī)服務(wù)的接入分散工作重心,導(dǎo)致整體工作效率下降。本論文旨在構(gòu)建一套私有環(huán)境下基于KVM虛擬化技術(shù)并且面向項(xiàng)目開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)的高性能私有主機(jī)服務(wù),本文從功能以及性能的角度入手對(duì)私有主機(jī)服務(wù)構(gòu)建進(jìn)行需求分析,基于此設(shè)計(jì)了高性能私有主機(jī)服務(wù)架構(gòu),完成主機(jī)控制、主機(jī)分配、主機(jī)遷移、鏡像管理四個(gè)模塊的劃分。主機(jī)控制模塊完成私有主機(jī)服務(wù)基本功能架構(gòu),實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶訪問(wèn)的認(rèn)證以及請(qǐng)求服務(wù)的鑒權(quán),設(shè)置主從管理節(jié)點(diǎn)保證可靠性,同時(shí)協(xié)同宿主工作節(jié)點(diǎn)完成私有主機(jī)具體執(zhí)行操作,采用心跳檢測(cè)機(jī)制對(duì)主機(jī)控制各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)控,保證節(jié)點(diǎn)的健康運(yùn)行;主機(jī)分配模塊借鑒于OpenStack的主機(jī)調(diào)度策略,并針對(duì)本文私有主機(jī)服務(wù)進(jìn)行優(yōu)化與引入,實(shí)現(xiàn)多因子動(dòng)態(tài)權(quán)重調(diào)度策略,綜合考量宿主節(jié)點(diǎn)多資源因子負(fù)載變化以及用戶對(duì)私有主機(jī)服務(wù)的偏向性要求,為用戶提供綜合性能更優(yōu)的宿主運(yùn)行環(huán)境;主機(jī)遷移模塊采用雙閾值觸發(fā)次數(shù)聯(lián)合判斷機(jī)制,確定私有主機(jī)最佳的遷移時(shí)機(jī),選擇與當(dāng)前宿主節(jié)點(diǎn)資源消耗最為匹配的私有主機(jī)遷移,并結(jié)合主機(jī)分配模塊,選擇合適的宿主運(yùn)行環(huán)境遷入,大大提高整體服務(wù)性能的穩(wěn)定;鏡像管理模塊主要結(jié)合分布式文件系統(tǒng)MooseFS對(duì)私有主機(jī)鏡像模板進(jìn)行統(tǒng)一管理,為用戶提供便利的同時(shí)避免各個(gè)宿主節(jié)點(diǎn)鏡像的無(wú)端蔓延。另外對(duì)高性能私有主機(jī)服務(wù)各模塊涉及到的功能進(jìn)行測(cè)試,確認(rèn)模塊功能滿足預(yù)期需求,同時(shí)通過(guò)性能測(cè)試,確保私有主機(jī)系統(tǒng)可以滿足用戶更高性能的服務(wù)需求。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TP302
【圖文】：

虛擬化解決方案隨著云計(jì)算的發(fā)展，業(yè)界因此也不斷涌現(xiàn)出較多的虛擬化解決方案，源的如 KVM 和 Xen，后備有龐大的開(kāi)發(fā)社區(qū)支撐，給了很多虛擬化技個(gè)深入研究與學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。此外，將虛擬機(jī)作為商品出售給終端用戶，商業(yè)化的虛擬機(jī)解決方案，我們常見(jiàn)的 VMware 和 Hyper-V 正是迎合。） KVMVM 全稱為 KernelVirtualMachine。最初是由一家名為 Qumranet 的以司開(kāi)發(fā)的，后期被紅帽公司收購(gòu)[13]。KVM 開(kāi)發(fā)人員沒(méi)有直接從底rvisor 進(jìn)行構(gòu)建，而是基于現(xiàn)有的 Linux 內(nèi)核完成開(kāi)發(fā)，通過(guò)命令 mo載 KVM 模塊，這使 Linux 內(nèi)核自己承擔(dān)虛擬機(jī)管理器工作。KVM 在被內(nèi)核社區(qū)所接納，成為隨 Linux 內(nèi)核發(fā)布的輕量型模塊，通過(guò)與 Linu結(jié)合，讓 KVM 可以直接獲益于最新的 Linux 內(nèi)核開(kāi)發(fā)成果，因此 KVM就得到迅速的發(fā)展。

KVM 可以使用 Linux 支持的任何存儲(chǔ)來(lái)對(duì)虛擬機(jī)鏡像進(jìn)行存儲(chǔ) 虛擬化在計(jì)算能力以及網(wǎng)絡(luò)帶寬上已經(jīng)可以達(dá)到非虛擬化原生環(huán)境的性能[15]，擴(kuò)展性也極為出色。） Xenen 是一個(gè)直接在宿主機(jī)物理硬件上運(yùn)行的虛擬機(jī)管理程序[16]。Xen 通擬機(jī)之間插入一個(gè)虛擬化層，從而將這些宿主物理機(jī)的硬件資源轉(zhuǎn)的計(jì)算資源池[17]，Xen 將資源池的資源動(dòng)態(tài)分配給任何操作系統(tǒng)或虛擬主機(jī)運(yùn)行的操作系統(tǒng)能夠與虛擬資源交互，底層虛擬實(shí)現(xiàn)對(duì)其透接使用物理資源一樣。en 按照微內(nèi)核的形式來(lái)被設(shè)計(jì)，但其自身僅僅對(duì) CPU 以及內(nèi)存的資控制。如下圖 2-2 所示，在 Xen 上跑的所有虛擬機(jī)中，存在有一個(gè)特機(jī)，這個(gè)虛擬機(jī)中運(yùn)行的就是修改后并支持準(zhǔn)虛擬化的 Linux 操作系擬機(jī)管理著大部分的輸入輸出設(shè)備，所以 Xen 并不直接控制。Xen 大部分 Linux 內(nèi)核成熟代碼，在完成并控制系統(tǒng)之間隔離的同時(shí)對(duì)加有效的管理調(diào)度[20]。.

圖 3-11 管理節(jié)點(diǎn)工作處理模式圖1) 管理節(jié)點(diǎn)主線程通過(guò)調(diào)用 epoll_wait()來(lái)對(duì) socket 進(jìn)行監(jiān)聽(tīng)。2) 管理節(jié)點(diǎn)獲得私有主機(jī)操作請(qǐng)求，主線程接收?qǐng)?zhí)行指令以及參數(shù)內(nèi)容并返回的連接 socket 派發(fā)到宿主節(jié)點(diǎn)連接處理的某個(gè)工作線程。主線程和作線程之間通過(guò)最方便且簡(jiǎn)潔的通信方式管道來(lái)進(jìn)行寫(xiě)數(shù)據(jù)。3) 然后新 socket 上的操作由被選中的工作線程來(lái)處理，工作線程檢測(cè)管道機(jī)控制操作信息，將該新的 socket 上的讀寫(xiě)事件注冊(cè)到自己的 epoll 內(nèi)事件表中，并與宿主工作節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信，傳輸控制執(zhí)行指令給宿主工作點(diǎn)具體判斷執(zhí)行。4) 這樣每個(gè)主機(jī)控制傳輸工作線程都維護(hù)著自己的事件循環(huán)，每個(gè)線程都在異步的工作模式之下。3.3.2 心跳檢測(cè)設(shè)計(jì)心跳檢測(cè)主要是判斷控制執(zhí)行涉及到的管理節(jié)點(diǎn)以及宿主工作節(jié)點(diǎn)是否處

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 宋翔;多核虛擬環(huán)境的性能及可伸縮性研究[D];復(fù)旦大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前7條

1 張寧寧;基于Xen的虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2015年

2 羅斌;基于OpenStack的混合云負(fù)載均衡方法研究與實(shí)現(xiàn)[D];華中科技大學(xué);2015年

3 王星;云計(jì)算環(huán)境下跨虛擬機(jī)的邊信道攻擊技術(shù)研究[D];西安電子科技大學(xué);2013年

4 張濤;基于WDDM驅(qū)動(dòng)的DirectX視頻加速重定向框架設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2013年

5 戴寶龍;基于moosefs分布式文件系統(tǒng)的研究和應(yīng)用[D];北京郵電大學(xué);2011年

6 陳建;基于Xen的domain0內(nèi)核的研究[D];浙江大學(xué);2008年

7 郭曉瓊;虛擬機(jī)Xen及其內(nèi)存管理研究[D];上海交通大學(xué);2008年

本文編號(hào)：2794643