KVM虚拟机CPU虚拟化的研究与调度策略的优化
[Abstract]:Because it can effectively improve the utilization of computer resources, as well as the flexibility, security and scalability of applications, virtualization technology has gradually become a hot area in the research and application of computer technology. With the development of virtualization technology, Intel and AMD, the mainstream hardware manufacturers, have proposed a new hardware architecture to support virtualization technology, which has made a great leap forward in virtualization technology. The virtualization technology supported by hardware further improves the overall performance of virtual machine in virtualized environment, and because this technology has obvious advantages, it is also supported and applied in Linux operating system. The research object of this paper is the KVM virtualization scheme which supports the hardware assisted virtualization technology. Since the Linux2.6.20 version, the scheme has been integrated into the Linux kernel. Intel VT technology is the general name of hardware aided virtualization technology on Intel platform. This technology provides a complete set of virtualization schemes including CPU, memory, I / O devices and other aspects of virtualization support. Based on the analysis of traditional CPU virtualization technology, this paper focuses on the mechanism and principle of CPU virtualization technology (VT-x) under Intel VT technology. The characteristics of VMX root operation mode and non-root operation mode under VT-x technology and the application of virtualization technology in these two modes are analyzed in detail. Based on the research of VT-x technology, according to the two characteristics of KVM virtualization scheme, Linux modularization and QEMU instrumentation, this paper deeply studies and analyzes the implementation mechanism and running flow of virtual CPU of KVM virtual machine. And the QEMU simulator designs and verifies a set of exception capture scheme through ioctl function entry / exit mechanism, which provides an effective way to further improve the overall performance of virtual machine. According to the characteristics of KVM virtualization scheme, this paper further studies and analyzes the process model of KVM virtual machine, and designs and implements a set of KVM virtual machine processor scheduling optimization scheme. The optimization scheme consists of three parts: scheduling policy, running priority and isolation of client operating system. Then the KVM virtual machine can be personalized, that is, different virtual machines can have different priorities and scheduling policies, run on different CPU, and do not migrate during the whole running period. By making the KVM virtual machine have higher priority to CPU and reducing the overhead of switching between CPU during the running of KVM virtual machine, we can achieve the goal of improving the performance of KVM virtual machine. In this paper, through the KVM virtual machine exception capture experiment, we realize the classification of the client exceptions under the KVM scheme, and verify the feasibility of the KVM virtual machine exception capture scheme. Through the experiment of virtual machine scheduling strategy, client binding experiment, and the comprehensive test of UnixBench, it is proved that the scheduling optimization scheme in this paper has improved the performance of virtual machine to a certain extent. Therefore, the implementation of the scheme can not only meet the functional needs of the virtual machine, but also further improve the overall performance of the virtual machine, which has a certain practical value.
【学位授予单位】:成都理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:TP302
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