近些年來,計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展迅速,嵌入式環(huán)境下的虛擬化技術(shù),已引起越來越多的關(guān)注,成為計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域的熱點(diǎn)技術(shù)。嵌入式虛擬化監(jiān)控程序致力于提高效率,而同時(shí)由于嵌入式系統(tǒng)需要與物理世界進(jìn)行頻繁的交互,這種交互通常表現(xiàn)為與外界I/O請(qǐng)求的處理,因此I/O虛擬化的性能成為了嵌入式虛擬化技術(shù)的重要技術(shù)指標(biāo)。首先,本文介紹了基于KVM的嵌入式虛擬化平臺(tái)KVM/ARM,以及其半虛擬化驅(qū)動(dòng)程序VirtIO。隨后建立了性能模型并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn),并使用這個(gè)模型分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果中的瓶頸的原因。瓶頸產(chǎn)生的原因是因?yàn)镃PU資源已經(jīng)飽和,而在這個(gè)I/O路徑中,頻繁的超級(jí)調(diào)用消耗了大量的CPU資源。在此基礎(chǔ)上,本文提出了嵌入式虛擬化環(huán)境中網(wǎng)絡(luò)I/O性能優(yōu)化的思路和模型。在思路和模型的提出過程中,我們借鑒了中斷節(jié)制技術(shù),通過緩存I/O請(qǐng)求一定時(shí)間再進(jìn)行超級(jí)調(diào)用,一次超級(jí)調(diào)用可以處理多次I/O請(qǐng)求,提高了CPU利用效率進(jìn)而提高了虛擬化效率,驗(yàn)證和測(cè)試了我們的整體優(yōu)化思路;我們建立了優(yōu)化模型,通過緩存I/O請(qǐng)求和平衡請(qǐng)求處理延遲設(shè)計(jì)了超級(jí)調(diào)用的聚合算法;最后我們給出了具體的實(shí)現(xiàn)方式,關(guān)鍵的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),核心函數(shù)... 

【文章來源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 本文工作
    1.4 論文結(jié)構(gòu)
第二章 背景介紹
    2.1 虛擬化技術(shù)概述
        2.1.1 虛擬化技術(shù)原理
        2.1.2 虛擬化技術(shù)分類
        2.1.3 I/O虛擬化
        2.1.4 硬件輔助虛擬化
    2.2 嵌入式虛擬化概況
    2.3 ARM架構(gòu)虛擬化概況
    2.4 本章小結(jié)
第三章 嵌入式下網(wǎng)絡(luò)I/O虛擬化性能模型與瓶頸分析
    3.1 網(wǎng)絡(luò)I/O虛擬化性能模型
    3.2 嵌入式虛擬化實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
        3.2.1 嵌入式ARM平臺(tái)
        3.2.2 KVM/ARM
        3.2.3 QEMU For ARM
        3.2.4 Virt IO
    3.3 網(wǎng)絡(luò)I/O虛擬化性能測(cè)試與評(píng)估
        3.3.1 批量數(shù)據(jù)傳輸基準(zhǔn)測(cè)試
        3.3.2 高并發(fā)讀操作基準(zhǔn)測(cè)試
        3.3.3 讀寫混合場(chǎng)景基準(zhǔn)測(cè)試
    3.4 網(wǎng)絡(luò)I/O虛擬化瓶頸分析
    3.5 本章小結(jié)
第四章 嵌入式網(wǎng)絡(luò)I/O虛擬化性能優(yōu)化方法設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
    4.1 整體優(yōu)化思路
    4.2 優(yōu)化思路測(cè)試和驗(yàn)證
    4.3 優(yōu)化模型分析和建立
    4.4 優(yōu)化方法實(shí)現(xiàn)
        4.4.1 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
        4.4.2 函數(shù)設(shè)計(jì)
        4.4.3 網(wǎng)絡(luò)I/O請(qǐng)求處理流程
    4.5 本章小結(jié)
第五章 優(yōu)化方法評(píng)估與分析
    5.1 實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹
    5.2 網(wǎng)絡(luò)I/O性能測(cè)試與驗(yàn)證
        5.2.1 批量數(shù)據(jù)傳輸優(yōu)化結(jié)果
        5.2.2 高并發(fā)讀操作優(yōu)化結(jié)果
        5.2.3 讀寫混合場(chǎng)景優(yōu)化結(jié)果
    5.3 網(wǎng)絡(luò)I/O延遲測(cè)試
    5.4 優(yōu)化方法作用評(píng)估
    5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間已發(fā)表或錄用的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]服務(wù)器虛擬化技術(shù)及安全研究[J]. 郭春梅,孟慶森,畢學(xué)堯.  信息網(wǎng)絡(luò)安全. 2011(09)
[2]基于容器虛擬化技術(shù)研究[J]. 吳義鵬.  軟件. 2010(11)

博士論文
[1]I/O虛擬化的性能隔離和優(yōu)化[D]. 王曉靜.華中科技大學(xué) 2012
[2]高性能網(wǎng)絡(luò)虛擬化技術(shù)研究[D]. 楊洪波.上海交通大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3444288