面向响应延迟的虚拟机动态时间片调度算法

发布时间：2020-03-04 15:31

【摘要】：针对Xen虚拟机管理器默认的Credit调度算法中,同时运行I/O任务和CPU密集任务的虚拟CPU(VCPU)存在I/O响应延迟问题,提出动态时间片自适应调度算法SACredit。通过监测系统中VCPU队列和I/O事件的响应情况,评估混合I/O任务及CPU密集型任务对虚拟机数量的影响,结合BOOST优先级机制,实现调度时间片的自适应调整,从而降低系统中虚拟机I/O响应延迟,并通过控制调度时间片,保证各虚拟机在调度过程中的公平性。实验结果表明,SACredit对于系统I/O响应性能的优化效果明显,并且保留了Credit调度算法资源按比例公平分配和多CPU负载均衡的特点。
【图文】：

计算机工程2015年7月15日后被调度程序打断，同样以longslice为上限计算其剩余可用时间，如果剩余可用时间大于0，该VCPU将插入UNDEＲ优先级的尾部，否则，插入OVEＲ优先级。调度过程如图1所示。图1基于动态调度时间片的调度过程示意图在图1中，TS为longslice时间长度(默认为30ms);T'S为VCPU1被抢占前使用的CPU时间长度;TB为BOOST抢占运行时间长度shortslice(默认为1ms);TW为延迟响应时间长度;n，m分别表示VCPUX和VCPUY在正常调度前的BOOST次数。可以看到，，在Credit调度算法下，VCPUX的I/O事件到达后，如果该VCPU未阻塞或挂起，则对I/O事件的响应将等到其被调度运行时，这个TW的最大值将由TS和队列中VCPU数量决定。SACredit(a)反映了1个VCPU被I/O事件触发提升的调度过程。VCPUX的I/O事件到达时，由于强制BOOST机制，其优先级将被提升到BOOST，并抢占当前运行的VCPU1。抢占运行时间片长度为TB，由于I/O事件处理通常占用较短CPU时间，同时为减少TB对调度过程的影响，将其设为1ms。如果VCPUX通过排队被调度时，已抢占运行n次，则应从其可运行时间片长度中减掉nms对应的Credit值。SACredit(b)展示了多个VCPU被I/O事件触发提升的状况。VCPUY的I/O事件到达时，VCPUX处在BOOST优先级上进行I/O处理，因此VCPUY将等待VCPUX处理完毕，才能响应VCPUY的I/O事件，但是其等待时间TW远小于Credit调度算法。4．1．2异常状况分析根据4．1．1节中的调度算法，在调度过程中，将会产生2种极端情况:(1)VCPU在队列中已经处于队列头部时，I/O事件到达，VCPU将执行shortslice，而不是预期的longslice，然后将被排到UNDEＲ队列尾部。如果这种情况反复出现，则该VCPU将无法按比例使用CPU资源，严重影响其公平

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2584765