本文關(guān)鍵詞：Xen虛擬機調(diào)度算法的實時性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：近年來,虛擬化技術(shù)受到越來越多的關(guān)注。虛擬化技術(shù)作為最熱門的IT技術(shù)之一,因其在降低軟硬件資源消耗和提高計算資源的利用率方面的優(yōu)勢而受到青睞。在眾多虛擬化技術(shù)中,Xen是近年來最受研究者們關(guān)注的虛擬化技術(shù)之一,是一個基于x86架構(gòu)、發(fā)展最快、性能最穩(wěn)定、占用資源最少的虛擬化技術(shù),被認(rèn)為是未來最有前途的虛擬化解決方案之一。Xen是一個開源的虛擬機項目,其性能接近單機操作系統(tǒng)的性能。Xen需要在一段固定的時間內(nèi)將各個CPU時間片合理高效地分配給在其上運行的各個操作系統(tǒng),從而達(dá)到多任務(wù)的目的。這個分配CPU時間片的算法就是通常說的調(diào)度算法。在虛擬機中,虛擬處理器(Virtual CPU,簡稱VCPU)調(diào)度算法是指由虛擬機根據(jù)一定的策略決定當(dāng)前哪一個VCPU在物理處理器上執(zhí)行的算法。VCPU調(diào)度算法的好壞對處理器虛擬化性能影響較大,所以好的調(diào)度算法能夠很大程度上提高Xen的性能,VCPU調(diào)度是近年來虛擬化技術(shù)研究的一個重點。Xen中兩個最常用的調(diào)度算法是Credit和SEDF (Simple Earliest Deadline First),這兩個調(diào)度算法都有其各自的缺陷：Credit注重公平性而忽略了實時性；SEDF考慮實時性但不支持全局負(fù)載平衡,目前這些都是值得研究而且難以解決的挑戰(zhàn)。為了將Xen更好的應(yīng)用于嵌入式實時系統(tǒng),本文對其支持的兩種調(diào)度算法Credit^口SEDF進行實時性能的研究。首先分析了Xen虛擬機中默認(rèn)使用的Credit調(diào)度算法的基本實現(xiàn),通過學(xué)習(xí)Xen源碼(Xen4.1.4版本)分析了其算法原理,提出并且證明了一種有效配置VCPU參數(shù)的方法使得Credit的實時性能得到提升,在此基礎(chǔ)上,通過證明得到Credit調(diào)度算法的基本性質(zhì)并最終得出其在最壞情況下為VCPU分配的資源函數(shù)曲線SBF；對于Xen調(diào)度器中另一種調(diào)度算法SEDF,本文在對其基本實現(xiàn)的分析基礎(chǔ)上,同樣給出了其資源界限函數(shù)SBF及證明。
【關(guān)鍵詞】：虛擬化 Xen 調(diào)度算法 實時 資源界限
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP302;TP301.6
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 課題背景11-13
• 1.2 研究目標(biāo)和意義13-14
• 1.2.1 虛擬化的優(yōu)點13-14
• 1.2.2 實時調(diào)度研究意義14
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)16-19
• 第2章 相關(guān)理論與技術(shù)19-39
• 2.1 Xen的體系結(jié)構(gòu)19-26
• 2.1.1 Xen系統(tǒng)中的虛擬域(Domain)20-21
• 2.1.2 Xen系統(tǒng)中的基本概念21-22
• 2.1.3 Xen虛擬環(huán)境接口22-26
• 2.2 Xen虛擬化與實時系統(tǒng)26-27
• 2.3 實時調(diào)度的相關(guān)理論27-34
• 2.3.1 實時系統(tǒng)的基本概念27-28
• 2.3.2 實時調(diào)度的基本概念28-31
• 2.3.3 調(diào)度及可調(diào)度性31-33
• 2.3.4 調(diào)度算法和可調(diào)度性判定的質(zhì)量評價33-34
• 2.3.5 可搶占調(diào)度與不可搶占調(diào)度34
• 2.3.6 固定任務(wù)優(yōu)先級調(diào)度與固定實例優(yōu)先級調(diào)度34
• 2.4 實時調(diào)度算法分析的相關(guān)技術(shù)34-37
• 2.4.1 需求界限函數(shù)DBF35-36
• 2.4.2 資源界限函數(shù)SBF36-37
• 2.5 本章小結(jié)37-39
• 第3章 Xen虛擬機的調(diào)度算法39-53
• 3.1 常見的調(diào)度算法模式39-40
• 3.1.1 WC模式和NWC模式39
• 3.1.2 PS模式和公平性模式39-40
• 3.1.3 搶占模式和非搶占模式40
• 3.2 租借時間片調(diào)度(BVT)算法40-41
• 3.2.1 BVT調(diào)度算法的基本原理40-41
• 3.2.2 BVT調(diào)度算法的優(yōu)缺點41
• 3.3 簡單最早截止期優(yōu)先調(diào)度(SEDF)算法41-45
• 3.3.1 SEDF調(diào)度算法的基本原理41-43
• 3.3.2 SEDF調(diào)度算法的調(diào)度方法43-44
• 3.3.3 SEDF調(diào)度算法源代碼分析44
• 3.3.4 SEDF調(diào)度算法的優(yōu)缺點44-45
• 3.4 信用度調(diào)度(Credit)算法45-51
• 3.4.1 Credit調(diào)度算法的基本原理45-47
• 3.4.2 Credit調(diào)度算法源代碼分析47-48
• 3.4.3 Credit算法的調(diào)度實例48-51
• 3.4.4 Credit調(diào)度算法的優(yōu)缺點51
• 3.5 本章小結(jié)51-53
• 第4章 實時性能的分析與改進53-63
• 4.1 Credit調(diào)度算法的實時性能分析53-61
• 4.1.1 VCPU的Credit不超過上限條件53-56
• 4.1.3 Credit調(diào)度算法的SBF函數(shù)56-61
• 4.2 SEDF調(diào)度算法與實時性分析61-62
• 4.2.1 SEDF調(diào)度算法對空閑處理器的占用61
• 4.2.2 SEDF調(diào)度算法的SBF函數(shù)61-62
• 4.3 本章小結(jié)62-63
• 第5章 實驗測評與分析63-69
• 5.1 實驗平臺搭建與設(shè)計63
• 5.2 實驗程序63-65
• 5.3 實驗結(jié)果分析65-68
• 5.4 本章小結(jié)68-69
• 第6章 結(jié)論與展望69-71
• 6.1 全文總結(jié)69
• 6.2 未來工作與展望69-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-77
• 科研項目和論文發(fā)表情況77

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