高性能网络虚拟化下的适应性中断调和系统
本文关键词: I/O虚拟化 轮询 中断 网络 出处:《上海交通大学》2013年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:随着云计算技术和虚拟化技术的发展,,高性能网络成为云计算和数据中心中的重要构成部分。高性能网络虚拟化技术中,以单根I/O虚拟化技术为代表,已经得到了广泛应用。单根I/O虚拟化对比半虚拟化I/O性能优势明显,已经将虚拟化下的网络性能提高到接近峰值的水平。但是,现在的主流硬件虚拟化I/O系统SR-IOV依然存在着可扩展性不高的问题。研究和实验表明,SR-IOV系统的可扩展性问题和网络中断存在这很大的关系。 中断虚拟化由于其多次的“陷入和模拟”开销,依旧是单根I/O虚拟化中的主要开销来源。随着网络速度的提高,产生的中断频率也就越高,开销也越来越大。本文对中断流程进行了深入分析,并且为了解决这个问题,提出了一种基于事件驱动的轮询模型来代替传统的中断模式。这个模型通过利用现有系统中存在的系统事件来驱动网络包的收发工作,从而在I/O路径中完全地取消了中断机制以及它带来的开销,同时减少了虚拟中断模式中过多上下文切换带来的缓存污染问题。根据多种多样的事件,本文提出的基于事件驱动的轮询模型可以灵活地并且可控地处理不同的网络环境。在一些系统事件不足的环境中,该系统也具有两种方法来补充不足的事件。该模型可以分别在虚拟机内部和虚拟机监控器中实现。由于本文提出的基于事件的轮询方法几乎没有额外开销,所以系统可以明显地提高单根I/O虚拟化的效率。实验证明了该系统可以获得最多59%的性能提升,以及更好的可扩展性。
[Abstract]:With the development of cloud computing technology and virtualization technology, high-performance network becomes an important component of cloud computing and data center. It's been widely used. Single root I / O virtualization has a significant performance advantage over paravirtualization, which has raised network performance in virtualization to near peak levels. However, The current mainstream hardware virtualization I / O system SR-IOV still has the problem of low scalability. The research and experiment show that the extensibility of SR-IOV system is related to the network interrupt. Interrupt virtualization is still the main source of overhead in single I / O virtualization because of its multiple "trapped and simulated" overhead. The higher the network speed, the higher the interrupt frequency. In order to solve this problem, the interrupt flow is analyzed in depth. In this paper, an event-driven polling model is proposed to replace the traditional interrupt mode, which uses the existing system events to drive the transmission and receiving of network packets. Thus, the interrupt mechanism and its overhead are completely eliminated in the I / O path, while the cache contamination caused by the excessive context switching in virtual interrupt mode is reduced. The event-driven polling model proposed in this paper can handle different network environments flexibly and controllably. The system also has two methods to supplement the insufficient events. The model can be implemented within the virtual machine and in the virtual machine monitor, respectively. Therefore, the system can significantly improve the efficiency of single-root I / O virtualization. Experiments show that the system can achieve up to 59% performance improvements and better scalability.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TP302
【相似文献】
相关期刊论文 前10条
1 ;投资高性能布线的切实回报[J];IB智能建筑与城市信息;2006年10期
2 边锋;;高性能网络当红[J];中国计算机用户;2009年15期
3 张小琳;;高性能网络改变远程通讯获利模式[J];世界电信;2008年09期
4 沐士光;师秀凤;;虚拟化技术探讨[J];中小企业管理与科技(上旬刊);2009年07期
5 ;新品之窗[J];国外电子测量技术;2000年06期
6 武仁杰;黄荣盛;;虚拟机和多媒体教学软件的综合应用研究[J];河北北方学院学报(自然科学版);2005年06期
7 张轶凡;卢正兴;王芙蓉;;Linux下高性能网络I/O解决方案分析[J];现代计算机;2006年11期
8 管雪风;;虚拟化技术——浅议VMWARE虚拟机的应用[J];信息技术教育;2007年12期
9 殷志杰;;基于Virtual Box的虚拟机网络模式探析[J];科技资讯;2010年34期
10 龙小康;;从虚拟回归现实[J];电脑爱好者;2007年16期
相关会议论文 前10条
1 韦万贵;;虚拟机软件在实际工作中的应用[A];甘肃成人教育协会2008年年会论文集[C];2008年
2 吕坤;钟宏;;在Win32环境下开发高性能网络监测程序[A];第十七次全国计算机安全学术交流会暨电子政务安全研讨会论文集[C];2002年
3 梁宏志;;畅游宽带网络世界[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
4 杜庆伟;董永强;李海峰;;基于新型网络服务体系的网络化制造集成支撑技术[A];先进制造技术论坛暨第二届制造业自动化与信息化技术交流会论文集[C];2003年
5 寿伊;;《相关期刊论文(Web)》在我院图书馆的应用[A];中华医学会第十次全国医学信息学术会议论文汇编[C];2004年
6 胡家宝;张迪;余艳丽;;基于CAVERNsoft的远程沉浸研究[A];2005通信理论与技术新进展——第十届全国青年通信学术会议论文集[C];2005年
7 张燕生;;关于全球经济失衡的衡量及根源[A];国际经济分析与展望(2010-2011)[C];2011年
8 马思瑶;尹佳斌;孙志刚;;网络处理器设计中的存储瓶颈问题[A];第15届全国信息存储技术学术会议论文集[C];2008年
9 马维泉;李芬;巴林凤;;一种适用于蓝牙Scatternet的记忆式有界广播路由(MBR2)算法[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
10 李柱;周恩强;廖湘科;;Filter Cache:一种提高Lustre I/O性能的方法[A];第15届全国信息存储技术学术会议论文集[C];2008年
相关重要报纸文章 前10条
1 本报记者 卜娜;高性能网络或将改写金融行业游戏规则[N];中国计算机报;2011年
2 吴文;北电网络:建设可赢利高性能网络[N];通信产业报;2002年
3 记者杨健;国产高性能网络计算机问世[N];人民日报;2003年
4 区阳;微软推出首款虚拟机软件[N];中国计算机报;2003年
5 张戈;Juniper聚焦高性能网络[N];电脑商报;2007年
6 黄树;实战虚拟机软件[N];中国电脑教育报;2004年
7 ;高性能网络实现高性能业务[N];网络世界;2007年
8 ;如何构建私有云[N];网络世界;2010年
9 特约记者 周生军 星吉玲;青海电信力争三年完成重建 构建玉树绿色高性能网络[N];通信信息报;2011年
10 赞华(北京)电子系统有限公司 曾北雁 龙凯;3Com高性能网络驻守长春海关[N];中国财经报;2003年
相关博士学位论文 前8条
1 刘文志;网络虚拟化环境下资源管理关键技术研究[D];北京邮电大学;2012年
2 王晓静;I/O虚拟化的性能隔离和优化[D];华中科技大学;2012年
3 向军;网络处理器并行线速处理关键技术研究[D];华南理工大学;2010年
4 孙耀吾;基于技术标准的高技术企业技术创新网络研究[D];湖南大学;2007年
5 曹徐平;WSON网络约束路由计算关键技术研究[D];北京邮电大学;2010年
6 杨洪波;高性能网络虚拟化技术研究[D];上海交通大学;2012年
7 李芳;虚拟物流中心构建的管理理论研究[D];华北电力大学(河北);2004年
8 葛连升;基于蚁群优化的组播路由算法研究[D];山东大学;2010年
相关硕士学位论文 前10条
1 米翔;高性能网络虚拟化下的适应性中断调和系统[D];上海交通大学;2013年
2 李建彬;基于虚拟机的分布式容灾备份技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 冯修杰;广域网中虚拟机实时迁移加速系统的研究和设计[D];上海交通大学;2012年
4 张恬;高性能网络安全事件模拟技术研究[D];江南大学;2011年
5 朱建杰;高性能网络社区的设计与实现[D];重庆大学;2011年
6 王玉奎;通用高性能网络棋牌游戏服务端的研究和设计[D];武汉理工大学;2011年
7 温少君;一种云平台中优化的哰拟机部署机制[D];太原理工大学;2012年
8 刘可超;基于Xen的虚拟存储系统的研究和改进[D];上海交通大学;2010年
9 俞培杰;基于Xen的非对称实时调度算法研究[D];上海交通大学;2011年
10 暨文醒;高性能网络服务及其在M2M平台终端接入模块中的应用[D];华南理工大学;2010年
本文编号:1512212
本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/jisuanjikexuelunwen/1512212.html