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一种虚拟集群中的轻量级通信机制

作 者: 付宇
导 师: 李胜利
学 校: 华中科技大学
专 业: 计算机软件与理论
关键词: 虚拟集群 轻量级通信协议 域间通信 二进制兼容性
分类号: TP302
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 22次
引 用: 0次
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内容摘要


虚拟化技术正在被广泛地应用于企业数据中心、高性能计算、云计算等环境中。在这样的一些环境中,虚拟机网络通信的性能是影响上层应用性能一个关键的因素,虚拟机的网络通信存在着采用的TCP/IP协议相对于高速网络环境过于复杂,以及未针对虚拟机的域间通信的特点对域间通信进行优化的问题。一种虚拟集群中的轻量级通信机制用于提高虚拟集群中虚拟机网络通信的效率。轻量级通信机制针对虚拟集群中虚拟机网络通信的特征,对虚拟集群中不同物理计算机上虚拟机之间的通信和虚拟机的域间通信采用了分别优化的方法。为了提高虚拟集群中的网络通信效率,不同物理计算机上的虚拟机之间的通信使用一种较TCP协议简化的轻量级通信协议进行通信,轻量级通信协议采用了一种基于窗口的数据传输算法在虚拟机之间可靠高效地传递网络数据。轻量级通信协议对现有的应用程序具有二进制兼容性,现有的应用程序不需要经过修改或者重新编译就可以运行在轻量级通信协议上,为了实现二进制兼容性,轻量级通信协议采用了对虚拟机的Linux内核中相应的函数指针进行修改的方法;同时,为了提高虚拟机域间通信的性能,在轻量级通信机制中集成了XenLoop进行虚拟机的域间通信,提高虚拟机域间通信的性能。测试和结果分析表明,与RMAP协议相比,采用轻量级通信机制,不同物理计算机上的虚拟机之间网络通信的吞吐量大约有7.9%的性能提升。与TCP/IP协议相比,采用轻量级通信机制,虚拟机域间通信的网络吞吐量提高了约157%。同时,经过测试,采用标准套接字接口编写的已有应用程序都可以正常运行在本轻量级通信机制上。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 问题的提出  8-10
  1.2 国内外研究现状  10-14
  1.3 课题背景和研究内容  14-15
  1.4 论文的组织结构  15-16
2 轻量级通信机制的设计  16-28
  2.1 轻量级通信机制概述  16-19
  2.2 轻量级通信机制的设计思想  19-21
  2.3 体系结构与功能模块  21-24
  2.4 工作机制与处理流程  24-27
  2.5 小结  27-28
3 轻量级通信机制的主要实现技术  28-42
  3.1 套接字函数调用截获机制  28-30
  3.2 轻量级协议连接建立机制  30-31
  3.3 轻量级通信协议数据传输机制  31-33
  3.4 轻量级通信协议数据缓冲区管理  33-35
  3.5 轻量级通信协议数据报的格式  35-36
  3.6 轻量级通信协议数据传输算法  36-38
  3.7 轻量级通信协议连接关闭机制  38-39
  3.8 虚拟机域间通信高速通道建立机制  39-40
  3.9 虚拟机域间通信数据传输机制  40
  3.10 虚拟机域间高速通信通道清理过程  40-41
  3.11 小结  41-42
4 性能评测  42-50
  4.1 测试环境  42-43
  4.2 功能测试  43-46
  4.3 性能测试及分析  46-49
  4.4 小结  49-50
5 总结及展望  50-52
致谢  52-54
参考文献  54-57

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 一般性问题 > 设计与性能分析
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