基于Xen的虚拟存储系统的研究和改进

发布时间：2021-06-16 00:34

　　随着计算机软硬件技术的发展,虚拟化技术进入了一个快速发展的时期,成为计算机科学领域的热点之一。Xen是一款优秀的开源虚拟机软件,相比于其它虚拟机软件,Xen具有开放源代码以及高性能的优势,因此本文选择Xen作为研究对象,从理论和实现方面对Xen的存储虚拟化技术进行了深入的研究,并且提出了改进方案、进行了具体的实现。本论文对Xen的基于文件的存储虚拟化做了深入的研究,详细分析了虚拟机访问磁盘的流程以及工作原理,探讨了不同的I/O调度算法对虚拟机访问虚拟磁盘速度以及系统吞吐量的影响,阐述了不同调度算法应用于不同虚拟机负载的优劣。指出Xen现有的I/O调度算法所存在的问题：目前的调度算法不具有定量的磁盘带宽保证的功能,而在很多应用场合下,这种磁盘带宽保证对于服务的性能是很重要的。针对Xen的I/O调度算法存在的问题,本文在Xen原有的虚拟磁盘访问模型的基础上,引入了基于反馈的动态I/O优先级调度算法,可以实现定量的磁盘带宽保证,而且可以使系统的存储资源在多个虚拟机之间按照需求更为合理的分配；而且针对CFQ算法存在的问题进行了改进,使得CFQ算法能够更好的配合动态I/O优先级调度。通过搭建实验... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
目录
图目录
表目录
第一章 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 虚拟化技术的发展史
        1.1.2 虚拟化技术的特点和应用
        1.1.3 虚拟化技术分类
        1.1.4 常用虚拟机软件
    1.2 研究内容
    1.3 论文结构
第二章 XEN虚拟化技术
    2.1 XEN整体架构
    2.2 XEN准虚拟化原理简介
        2.2.1 CPU虚拟化
        2.2.2 内存虚拟化
        2.2.3 I/O虚拟化
    2.3 硬件支持的完全虚拟化
        2.3.1 CPU虚拟化
        2.3.2 内存虚拟化
        2.3.3 I/O虚拟化
    2.4 基于文件的存储虚拟化
        2.4.1 磁盘虚拟化原理
        2.4.2 虚拟磁盘文件格式
    2.5 本章小结
第三章 I/O调度算法研究
    3.1 LINux I/O子系统
    3.2 LINux I/O调度层
    3.3 I/O调度算法
        3.3.1 CFQ
        3.3.2 Deadline
        3.3.3 AntiCipatory
        3.3.4 NOOP
    3.4 本章小结
第四章 虚拟磁盘调度算法改进
    4.1 反馈机制的引入
    4.2 动态I/O优先级调度
        4.2.1 性能统计模块
        4.2.2 控制模块
        4.2.3 动态I/O优先级
    4.3 对CFQ算法的改进
        4.3.1 CFQ算法存在的问题
        4.3.2 时间片长度的修改
    4.4 本章小结
第五章 实验与分析
    5.1 实验环境
        5.1.1 硬件环境
        5.1.2 软件环境
    5.2 实验方案与结果
        5.2.1 RAW与QCOW的比较
        5.2.2 四种调度算法的比较
        5.2.3 定量的磁盘带宽保证
        5.2.4 磁盘带宽分配测试
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间已发表或录用的论文



本文编号：3232012