基于协作模型的多层次I/O虚拟化技术研究

发布时间：2024-04-13 10:32

　　目前的系统虚拟化技术研究，主要集中在对处理器和内存的功能、性能改善方面，使处理器虚拟化和内存虚拟化能够较好的满足各种需求。相对而言，I/O虚拟化的方式和性能较为滞后，制约着虚拟化的广泛应用尤其是在I/O密集型环境中的部署，因此对I/O虚拟化技术进行研究具有重要意义。 当前的I/O虚拟化技术主要包括：软件层仿真或模拟、总线层直接分配、设备层多接口。尽管不同层次的I/O虚拟化都有各自的特性，能够满足用户特定的需求，但普遍存在一些问题：软件层在性能和兼容性上无法兼顾；总线层支持设备的直接访问，却导致设备共享性较差；设备层对硬件要求高，应用受到较大的限制。目前的I/O虚拟化方法很难在提供多层次支持的同时兼顾较高的I/O吞吐量，无法满足设备兼容性、共享性等用户期望的实际需求。 针对上述I/O虚拟化方法的不足，本文提出了一种基于协作模型的多层次I/O虚拟化框架ME-IOVF，融合了不同层次的多种I/O虚拟技术，解决了运行环境紧耦合和I/O虚拟方式单一所带来的问题。主要解决了三方面的问题： 1、提供了与VMM松耦合的设备模型运行环境，保证了I/O处理的及时性； 2、融合了软件仿真、VT-d以及SR-...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图37网络性能测试结果

信息工程大学硕士学位论文表9测试环境与测试对象试境LenovoThinkCentreM8200t，支持VT-dCPU:Intel(R)Core(TM)i5，主频:3.20GHz,Memory:4G，网卡：Intel82578DM试象LinuxME-IOVF....

图38网络平均性能比较

试TCP和UDP数据流的带宽、延时等数据。为了较为真实的试对象进行6次测试。图37为网络性能的测试结果，图38为试时的网络平均性能比较图。图37网络性能测试结果

图39动态调整前后不同客户机完成时间对比

信息工程大学硕士学位论文在客户机增多到一定数量时，性能提高得不是很明显，甚至有些停滞，时调整直分设备的分配带来的较大性能开销，下一步可以通过优化直分提升性能。整体来说，动态调整直分设备分配是可取的，其分配策略是提高系统的性能。

图40调整前后CPU占用率

图39动态调整前后不同客户机完成时间对比用率用率测试方法：在上面对性能进行测试时，同时在IOPM中使用F性能分析工具对CPU占用率进行统计。由于平台有4个CPU核，使用4个CPU核的平均利用率，资源利用率情况如图40所示。

本文编号：3952900