多核虚拟环境的性能及可伸缩性研究
发布时间：2022-07-27 15:29
云计算的出现为现代计算模式带来了革命性的变化。随着网络和虚拟化技术的发展,虚拟云已经成为一种全新的提供计算资源服务的方式。云服务提供商（诸如亚马逊、微软等）通过集中式管理虚拟云服务器并提供按需计算模型的方式,显著地降低了建设,维护和升级计算基础架构的成本。这也在很大程度上降低了用户租用和维护计算资源的成本。因此云计算服务也越来越受到来自公司、组织甚至个人用户的青睐。于此同时,多核技术也逐渐普及和发展,单块CPU芯片上的核数也逐年增加。目前Intel和AMD公司都早已在市场上发布了12核的CPU, AMD公司甚至以及发布了他们的16核CPU产品。同时随着对称多处理器技术的发展,单台物理服务器已经可以配备80个物理CPU核心。在可预见的未来,单台物理服务器配备上百个CPU核心也不足为奇。因此虚拟云中的客户虚拟机也很可能会配备丰富的资源（例如,CPU核心数）。事实上一部分云服务商已经开始提供32核虚拟机的租赁服务。随着客户虚拟机CPU核心数目的增加,如何在虚拟环境中提高并发程序的性能及可伸缩性也就变得越来越重要。然而,目前对虚拟化系统的性能及可伸缩性的研究工作依然非常有限,大多数研究工作集中...
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 多核虚拟环境性能及可伸缩性的重要性及挑战
1.1.1 虚拟化系统可伸缩性的挑战
1.2 背景知识
1.2.1 系统虚拟化
1.3 相关研究
1.3.1 并行编程模型
1.3.2 系统软件栈的可伸缩性
1.3.3 虚拟化的性能及可伸缩性
1.4 本文的主要贡献
1.4.1 之前研究工作的不足
1.4.2 本文的主要贡献
1.5 本文结构安排
第二章 多核虚拟环境的性能及可伸缩性问题
2.1 虚拟化系统软件的性能及可伸缩性分析
2.1.1 虚拟化系统软件栈的性能及可伸缩性问题
2.1.2 虚拟机调度机制造成的性能及可伸缩性问题
2.2 虚拟固态硬盘的性能分析
2.2.1 测试环境
2.2.2 测评结果
2.3 虚拟机动态迁移的性能分析
2.3.1 测试环境
2.3.2 测试结果及分析
2.4 小结
第三章 虚拟化系统的性能及可伸缩性优化
3.1 引言
3.2 背景知识
3.2.1 CPU虚拟化
3.2.2 内存虚拟化
3.2.3 I/O设备虚拟化
3.3 相关工作
3.3.1 操作系统性能及可伸缩性研究
3.3.2 系统调度策略的研究
3.4 Cerberus+：基于虚拟机聚集的虚拟化系统
3.4.1 Cerberus系统
3.4.2 Cerberus+系统设计与实现
3.4.3 Cerberus+系统测评
3.5 iXen：多核虚拟化系统软件栈优化系统
3.5.1 iXen系统设计
3.5.2 iXen系统测评
3.6 VCPU-Bal：基于vCPU动态调整的虚拟机调度系统
3.6.1 虚拟机调度机制的缺陷
3.6.2 VCPU-Bal系统
3.6.3 VCPU-Ball系统测评
3.7 小结
第四章 虚拟固态硬盘的性能及可伸缩性优化
4.1 引言
4.2 背景知识及相关工作
4.2.1 背景知识
4.2.2 相关工作
4.3 VFlash系统
4.3.1 VFlash系统的思想
4.3.2 VFlash系统的设计与实现
4.4 VFlash系统测评
4.4.1 模拟VFlash系统
4.4.2 测评环境
4.4.3 测评结果
4.5 小结
第五章 虚拟机迁移的性能及可伸缩性优化
5.1 引言
5.2 背景知识及相关工作
5.2.1 背景知识
5.2.2 相关工作
5.3 PMigrate系统
5.3.1 虚拟机迁移并行化可行性分析
5.3.2 并行虚拟机迁移技术
5.4 PMigrate系统的实现
5 4.1 PMigrate-Xen
5.4.2 PMigrate-KVM
5.5 PMigrate系统测评
5.5.1 测评环境
5.5.2 测评结果
5.6 小结
第六章 总结展望
6.1 工作总结
6.2 作展望
6.2.1 现有工作整合与应用
6.2.2 显卡、硬盘设备的虚拟化
6.2.3 虚拟机管理软件的并行化
参考文献
发表文章目录
致谢
本文编号：3665708
【文章页数】：175 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 多核虚拟环境性能及可伸缩性的重要性及挑战
1.1.1 虚拟化系统可伸缩性的挑战
1.2 背景知识
1.2.1 系统虚拟化
1.3 相关研究
1.3.1 并行编程模型
1.3.2 系统软件栈的可伸缩性
1.3.3 虚拟化的性能及可伸缩性
1.4 本文的主要贡献
1.4.1 之前研究工作的不足
1.4.2 本文的主要贡献
1.5 本文结构安排
第二章 多核虚拟环境的性能及可伸缩性问题
2.1 虚拟化系统软件的性能及可伸缩性分析
2.1.1 虚拟化系统软件栈的性能及可伸缩性问题
2.1.2 虚拟机调度机制造成的性能及可伸缩性问题
2.2 虚拟固态硬盘的性能分析
2.2.1 测试环境
2.2.2 测评结果
2.3 虚拟机动态迁移的性能分析
2.3.1 测试环境
2.3.2 测试结果及分析
2.4 小结
第三章 虚拟化系统的性能及可伸缩性优化
3.1 引言
3.2 背景知识
3.2.1 CPU虚拟化
3.2.2 内存虚拟化
3.2.3 I/O设备虚拟化
3.3 相关工作
3.3.1 操作系统性能及可伸缩性研究
3.3.2 系统调度策略的研究
3.4 Cerberus+：基于虚拟机聚集的虚拟化系统
3.4.1 Cerberus系统
3.4.2 Cerberus+系统设计与实现
3.4.3 Cerberus+系统测评
3.5 iXen：多核虚拟化系统软件栈优化系统
3.5.1 iXen系统设计
3.5.2 iXen系统测评
3.6 VCPU-Bal：基于vCPU动态调整的虚拟机调度系统
3.6.1 虚拟机调度机制的缺陷
3.6.2 VCPU-Bal系统
3.6.3 VCPU-Ball系统测评
3.7 小结
第四章 虚拟固态硬盘的性能及可伸缩性优化
4.1 引言
4.2 背景知识及相关工作
4.2.1 背景知识
4.2.2 相关工作
4.3 VFlash系统
4.3.1 VFlash系统的思想
4.3.2 VFlash系统的设计与实现
4.4 VFlash系统测评
4.4.1 模拟VFlash系统
4.4.2 测评环境
4.4.3 测评结果
4.5 小结
第五章 虚拟机迁移的性能及可伸缩性优化
5.1 引言
5.2 背景知识及相关工作
5.2.1 背景知识
5.2.2 相关工作
5.3 PMigrate系统
5.3.1 虚拟机迁移并行化可行性分析
5.3.2 并行虚拟机迁移技术
5.4 PMigrate系统的实现
5 4.1 PMigrate-Xen
5.4.2 PMigrate-KVM
5.5 PMigrate系统测评
5.5.1 测评环境
5.5.2 测评结果
5.6 小结
第六章 总结展望
6.1 工作总结
6.2 作展望
6.2.1 现有工作整合与应用
6.2.2 显卡、硬盘设备的虚拟化
6.2.3 虚拟机管理软件的并行化
参考文献
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致谢
本文编号：3665708
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