本文關(guān)鍵詞：高性能虛擬機(jī)自省

  更多相關(guān)文章： 虛擬化 云計(jì)算 虛擬機(jī)自省 快照 直接內(nèi)存存取

【摘要】：近年來(lái)，虛擬化技術(shù)作為云計(jì)算的基礎(chǔ)，得到了廣泛應(yīng)用，與此同時(shí)，虛擬機(jī)的安全問題也得到了越來(lái)越多的關(guān)注。其中，虛擬機(jī)自�。╒irtual Machine Introspection, VMI）作為一種在虛擬機(jī)外部監(jiān)控虛擬機(jī)內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)的方法，充分利用了虛擬機(jī)管理器（Virtual Machine Monitor或Hypervisor）的隔離特性以及介于硬件和虛擬化操作系統(tǒng)之間的新的抽象層次，為解決虛擬機(jī)安全問題提供了新思路。 本文通過(guò)研究和分析虛擬機(jī)自�。╒MI）領(lǐng)域的現(xiàn)有成果，揭示了制約當(dāng)前VMI技術(shù)的三大矛盾：一是虛擬機(jī)狀態(tài)的可理解性和VMI系統(tǒng)的透明性之間的矛盾；二是大規(guī)模狀態(tài)的一致性和虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)性之間的矛盾；三是狀態(tài)存取的高效性和虛擬化的隔離性之間的矛盾。 為了解決VMI技術(shù)的三大矛盾，本文面向虛擬機(jī)內(nèi)存大規(guī)模存取的應(yīng)用場(chǎng)景，引入了共享內(nèi)存快照和直接虛擬機(jī)內(nèi)存存取兩大創(chuàng)新方法。本文在理論上進(jìn)行論證，表明兩大創(chuàng)新方法能夠：1、在不影響虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)運(yùn)行的情況下，獲得一致的內(nèi)存狀態(tài)；2、在保證虛擬機(jī)的隔離性的同時(shí)，高效地存取虛擬機(jī)的內(nèi)存狀態(tài)；3、使對(duì)虛擬機(jī)透明的VMI系統(tǒng)也能在高層語(yǔ)義層面理解虛擬機(jī)的運(yùn)行狀況。這有力地化解了當(dāng)前VMI技術(shù)的三大矛盾，為設(shè)計(jì)高性能虛擬機(jī)自省系統(tǒng)提供了理論基礎(chǔ)。 基于上述理論成果，本文在KVM虛擬化平臺(tái)和LibVMI自省框架的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了高性能虛擬機(jī)自省的原型系統(tǒng)，并把成果匯入了LibVMI項(xiàng)目的開發(fā)主線。對(duì)原型系統(tǒng)的性能測(cè)試結(jié)果表明，，本文提出的高性能虛擬機(jī)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的表現(xiàn)大大超越了現(xiàn)有的VMI系統(tǒng)，符合理論分析的預(yù)期。
【關(guān)鍵詞】：虛擬化 云計(jì)算 虛擬機(jī)自省 快照 直接內(nèi)存存取
【學(xué)位授予單位】：中山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TP302
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 引言8-13
• 1.1 論文研究背景與意義8-10
• 1.2 論文研究目標(biāo)10-11
• 1.3 論文研究?jī)?nèi)容11
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)安排11-13
• 第2章 虛擬機(jī)自省研究現(xiàn)狀13-17
• 2.1 大規(guī)模狀態(tài)的一致性和虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)性13-14
• 2.2 虛擬化的隔離性和狀態(tài)存取的高效性14-15
• 2.3 虛擬機(jī)狀態(tài)的可理解性和 VMI 系統(tǒng)的透明性15
• 2.4 虛擬機(jī)自省技術(shù)的基礎(chǔ)架構(gòu)15-16
• 2.5 本章小結(jié)16-17
• 第3章 共享內(nèi)存快照和直接虛擬機(jī)內(nèi)存存取17-38
• 3.1 共享內(nèi)存快照18-19
• 3.2 直接虛擬機(jī)內(nèi)存存取的原理19-25
• 3.2.1 直接內(nèi)存存取的啟發(fā)19-21
• 3.2.2 減少存取時(shí)延的性能回報(bào)21-23
• 3.2.3 直接虛擬機(jī)內(nèi)存存取的困難23-25
• 3.3 直接虛擬機(jī)物理內(nèi)存存取25-30
• 3.3.1 “拷貝——存取”方法的不足25-27
• 3.3.2 內(nèi)存空洞填充和地址空間映射27-29
• 3.3.3 初始化開銷的管理29
• 3.3.4 存取時(shí)延分析29-30
• 3.4 直接虛擬機(jī)虛擬內(nèi)存存取30-37
• 3.4.1 “翻譯——拷貝——存取”方法的不足30-32
• 3.4.2 內(nèi)存空洞避免和地址空間映射32-34
• 3.4.3 初始化開銷的管理34
• 3.4.4 層次化存取結(jié)構(gòu)34-36
• 3.4.5 存取時(shí)延分析36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 高性能虛擬機(jī)自省系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)38-55
• 4.1 需求與設(shè)計(jì)目標(biāo)38
• 4.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及應(yīng)用場(chǎng)景38-40
• 4.2.1 系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)和模塊劃分38-39
• 4.2.2 軟件體系結(jié)構(gòu)及模塊劃分39-40
• 4.2.3 系統(tǒng)應(yīng)用場(chǎng)景40
• 4.3 共享內(nèi)存快照管理模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)40-44
• 4.3.1 模塊功能概述41
• 4.3.2 模塊的實(shí)現(xiàn)41-42
• 4.3.3 模塊實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)42-44
• 4.4 LibVMI 控制模塊的設(shè)計(jì)44-45
• 4.4.1 模塊功能概述44-45
• 4.5 直接虛擬機(jī)物理內(nèi)存存取模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)45-46
• 4.5.1 模塊功能概述45
• 4.5.2 模塊的實(shí)現(xiàn)45-46
• 4.6 直接虛擬機(jī)虛擬內(nèi)存存取模塊的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)46-54
• 4.6.1 模塊功能概述46
• 4.6.2 模塊的實(shí)現(xiàn)46-54
• 4.7 本章小結(jié)54-55
• 第5章 虛擬機(jī)自省系統(tǒng)性能測(cè)試55-67
• 5.1 測(cè)試環(huán)境55-56
• 5.1.1 測(cè)試的硬件環(huán)境55
• 5.1.2 測(cè)試的軟件環(huán)境55-56
• 5.2 存取時(shí)延測(cè)試56-60
• 5.2.1 測(cè)試的指標(biāo)56
• 5.2.2 測(cè)試方法及方案56-58
• 5.2.3 測(cè)試結(jié)果和分析58-60
• 5.3 存取帶寬測(cè)試60-62
• 5.3.1 測(cè)試的指標(biāo)61
• 5.3.2 測(cè)試方法及方案61
• 5.3.3 測(cè)試結(jié)果和分析61-62
• 5.4 初始化開銷測(cè)試62-65
• 5.4.1 測(cè)試的指標(biāo)62-63
• 5.4.2 測(cè)試方法及方案63
• 5.4.3 測(cè)試結(jié)果和分析63-65
• 5.5 應(yīng)用性能測(cè)試65-66
• 5.5.1 測(cè)試的指標(biāo)65
• 5.5.2 測(cè)試方法及方案65-66
• 5.5.3 測(cè)試結(jié)果和分析66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 結(jié)語(yǔ)67-68
• 參考文獻(xiàn)68-73
• 致謝73

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7 袁e

本文編號(hào)：913234