基于Xen的进程恢复系统的设计与实现

发布时间：2020-05-07 10:45

【摘要】：传统计算机体系结构中，操作系统内核作为最底层软件，一旦崩溃将导致整个系统失败，所有运行其上的应用程序都将失去维护自身状态和继续运行的机会。在传统的进程恢复技术中，有些需要周期性地记录进程的状态，在系统崩溃发生后将进程回滚到一个可用的状态，但这种技术不仅开销太大，而且无法恢复进程至崩溃时的执行状态（最后状态），对于许多实时和交互式应用而言没有实用价值。有些恢复技术需要修改大量的系统内核和应用程序代码，透明性很差，而且在系统内核崩溃之后很难保证他们还能运行，系统不稳定，没有安全性。 针对以上问题，本文在研究相关技术之后，，提出了一种基于Xen的进程保持与恢复系统，XenPR（Xen Process Recover）。该系统利用Xen虚拟机管理器的隔离特性，在操作系统主内核之外维护一个可运行的小型内核，小内核可以在主内核崩溃后接管运行其上的进程，XenPR利用Xen VMM比之Guest OS高一运行等级的优势，可以较容易的获取进程的执行状态，以此把进程状态信息保存成可执行文件，并支持在主内核重启之后通过此文件继续运行该进程。 XenPR平时处于假死状态，且被隔离保护起来，在系统正常运行中不占用系统资源，耗资少且隔离性和安全性比较高，而且XenPR通过Xen VMM可以比较方便的查看和获取Guest OS的环境，不需要去修改大量的Guest OS内核和应用程序代码，具有较高的透明性，相关实验证明，XenPR可以减少系统失败造成的计算损失，提高程序运行时的可靠性和可用性。
【图文】：

虚拟化不需要修改操作系统，也不需要硬令的虚拟化技术。采用全虚拟化技术的 V硬件环境完全相同，任何已有的操作系统虚拟化的 VMM 上。全虚拟化技术的优点户操作系统的内核，但是它付出的代价是的方法来弥补 x86 固有的虚拟化漏洞难度用“代码扫描”让 VMM 实时地监控并采用“动态指令重写”的方法来动态修改M 的操作，以此来化解这个难题。虽然时开销较大，这是这种方法的最大弊端。化技术的典型虚拟机 VMware 为例。由于以通过直接执行和二进制翻译(Binary 何 x86 操作系统的虚拟化，以此可以弥补图 2.1 所示。

图 2.2 x86 架构的准虚拟化化拟化包括 Intel Virtualization Technology 都为 CPU 增加了新的执行模式——Root 式下，而 Root 模式处于 Ring 0 的下一层，3 所示，在 Hypervisor 上自动执行特权和敏化技术。客户操作系统的状态保存在 VT-拟机控制结构）或者 AMD-v(Virtual Mach持这两种技术的 CPU 是从 2006 年才开始才包含这些硬件辅助的虚拟化功能。拟化技术的提出大大简化了 VMM 的设计管理的力度和灵活度，相比之 VMware 那样提高了系统的性能。由于 Hypervisor 到客，而且还需要严格的编程模式，所以第一代
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TP302

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 董耀祖;周正伟;;基于X86架构的系统虚拟机技术与应用[J];计算机工程;2006年13期

本文编号：2652858