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虚拟化SMP架构下中断负载均衡研究

作　者: 鲁志强
导　师: 廖小飞
学　校: 华中科技大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 虚拟化多核系统中断虚拟化 I/O性能
分类号: TP332
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 3次
引　用: 0次
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内容摘要

虚拟化技术拥有良好的资源整合能力和安全隔离性，已在工业界得到广泛的运用。虽然分离驱动模型解决了多个虚拟机共享单一物理设备的问题，但是目前的虚拟中断只能静态的发送给虚拟域的第一个虚拟处理器。这种静态分发方法造成了严重的中断负载不均衡问题，进而加大了中断处理延迟，限制了虚拟化SMP架构下的I/O性能。虚拟化SMP架构下的中断负载均衡方法有效地解决了上述问题。该方法根据优先级不同，从所有的虚拟处理器中选择合适的虚拟处理器接受虚拟中断，均衡了虚拟中断负载，减少了虚拟中断处理时延。虚拟化SMP架构下的中断负载均衡方法包含三种机制。首先，通过基于阈值的轮转方式将虚拟中断分发给所有可用的虚拟处理器，从而平衡虚拟中断负载。其次，通过采样虚拟中断负载来反馈调节阈值，在不同的虚拟中断负载下达到最佳的虚拟中断处理性能；通过实时地对虚拟中断的负载进行采样以反馈调节虚拟域的阈值配置，自适应的调节了虚拟中断分散程度。最后，针对虚拟机调度状态调整虚拟中断分发，从而减小虚拟中断处理的延迟；通过将虚拟机管理器的调度状态加入到虚拟中断分发的过程中，避免了额外的虚拟中断处理延迟。通过采用这三种机制，虚拟化SMP架构下的虚拟中断动态分发不仅均衡了各个虚拟处理器的虚拟中断负载，也减小了虚拟中断处理的时延。实验表明，通过采用虚拟化SMP架构下中断负载均衡该方法后，虚拟化SMP架构下的网络接收性能在52字节数据包负载下得到了99%的提升，在512字节数据包负载下得到了16%的提升，同时虚拟化SMP架构下的并发Web服务性能也得到了4%的提升。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-17
  1.1 研究背景  8-11
  1.2 问题提出  11-13
  1.3 国内外研究现状  13-15
  1.4 研究内容与组织结构  15-17
2 系统设计  17-33
  2.1 系统方法原理  17-19
  2.2 系统模块设计  19-28
  2.3 工作流程  28-32
  2.4 本章小结  32-33
3 系统的主要实现技术  33-45
  3.1 调度信息的分析  33-36
  3.2 虚拟中断的轮转分发  36-39
  3.3 阈值的自适应调节  39-42
  3.4 基于调度状态的分发调整  42-43
  3.5 本章小结  43-45
4 系统测试与数据分析  45-59
  4.1 测试环境  45-46
  4.2 Netperf 性能测试与分析  46-53
  4.3 Apache Web Server 服务测试与分析  53-57
  4.4 本章小结  57-59
5 结论与展望  59-61
  5.1 全文总结  59-60
  5.2 课题展望  60-61
致谢  61-63
参考文献  63-67
附录 1 攻读学位期间申请的国家发明专利目录  67-68
附录 2 攻读学位期间参与的主要科研项目目录  68-69
附录 3 攻读学位期间发表论文目录  69

虚拟化SMP架构下中断负载均衡研究

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