基于應(yīng)用特征的虛擬機VCPU調(diào)度優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、隨著近年來虛擬桌面系統(tǒng)和云計算技術(shù)的蓬勃發(fā)展,虛擬化技術(shù)不斷成熟和完善。與此同時,虛擬化環(huán)境中的應(yīng)用服務(wù)也呈現(xiàn)多元化,并難以預(yù)測。由于虛擬機監(jiān)視器對于虛擬機上運行的應(yīng)用服務(wù)缺乏直觀的了解,所以應(yīng)用類型的不確定性使得虛擬機之間的合理資源分配變得困難。特別是,虛擬機VCPU調(diào)度算法對于I/O性能影響尤為顯著。針對虛擬機監(jiān)視器無法感知應(yīng)用特征的問題,本文提出了基于應(yīng)用特征感知的VCPU調(diào)度優(yōu)化技術(shù)。通過該技術(shù),Xen能夠感知應(yīng)用類型的I/O密

2、集性特征,為VCPU調(diào)度算法高效分配物理計算資源提供有效依據(jù),改善I/O響應(yīng)延遲。
　　本文首先分析了Xen虛擬化平臺中的關(guān)鍵技術(shù),詳細(xì)研究了Xen的I/O虛擬化技術(shù)和前后端分離的虛擬設(shè)備驅(qū)動模型;分析了Xen中的虛擬VCPU調(diào)度算法,論述了BOOSTING機制在調(diào)度算法處理I/O密集型應(yīng)用的響應(yīng)時的加速作用;針對混合型應(yīng)用,提出了由于Xen虛擬機監(jiān)視器與上層應(yīng)用之間的“語義鴻溝”,導(dǎo)致了Xen無法感應(yīng)到混合型應(yīng)用中的I/O密集型

3、任務(wù),進而使得VCPU調(diào)度算法無法為I/O密集型應(yīng)用的處理提供優(yōu)先調(diào)度,BOOSTING機制無法發(fā)揮應(yīng)有的作用,最終使得I/O響應(yīng)延遲較大;為了解決上述問題,提出了基于應(yīng)用特征的VCPU調(diào)度優(yōu)化技術(shù)。
　　其次,該方法通過建立基于虛擬網(wǎng)絡(luò)后端的I/O特征感應(yīng)代理,解析經(jīng)過特權(quán)域轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)包,保存網(wǎng)絡(luò)流量的歷史記錄。在此基礎(chǔ)上,針對虛擬機中應(yīng)用類型不可預(yù)知的特點,建立了基于置信度的I/O密集性的判定算法,綜合考慮網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用短期和長

4、期的I/O密集性特征的變化,為測量I/O密集性提供了一種動態(tài)方法。
　　第三,本文在建立了I/O特征測量標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上,通過修改事件通知機制,為I/O請求附加了緊迫性信息。通過設(shè)計VCPU局部加速機制,改進了VCPU調(diào)度策略,使得調(diào)度算法最終能夠感應(yīng)混合應(yīng)用中的I/O密集性特征,從而對于VCPU的調(diào)度更有針對性,有效降低了混合應(yīng)用中I/O請求的響應(yīng)延遲。
　　最后,確定了I/O密集性判定算法中的相關(guān)參數(shù),通過實驗驗證了在使用了