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基于内核的虚拟机的研究

作　者: 时卫东
导　师: 徐高潮
学　校: 吉林大学
专　业: 软件工程
关键词: KVM 虚拟化 Linux内核虚拟机
分类号: TP302
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 179次
引　用: 1次
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内容摘要

基于内核的虚拟机的研究目前国内外关于云计算、虚拟化的研究如火如荼。虚拟化软件的快速发展,其种类繁多,广泛的使用场合,以及Linux操作系统的广泛应用和KVM(Kernel-basedVirtualMachine,即基于内核的虚拟机)技术的日益成熟与快速发展,再加上国内关于虚拟化技术和虚拟机的研究成果现在还比较少,使得关于虚拟化技术与虚拟机的研究显得更加重要和迫切。虚拟化技术的研究和应用已经有几十年的历史了。虚拟化技术最初主要应用于服务器上面,但随着个人计算机性能的增强,针对个人机的虚拟化技术的应用日益多了起来,各种虚拟化软件也层出不穷,并且得到了广泛的使用。近几年随着虚拟化技术的不断发展,硬件辅助虚拟化技术的出现及其逐渐成熟,弥补了原先软件虚拟化技术的不足,提高了虚拟机的性能,大大地降低了虚拟化软件的开发难度,促进了虚拟化软件的发展。虽然虚拟化技术的发展与进步使得虚拟机的性能不断地得到提升,但虚拟机的性能较之物理机性能而言还是有一定的差距,因此,虚拟机的性能测试也是非常重要的。可以通过对虚拟机性能的测试来对不同的虚拟化产品的优劣进行比较与分析,从而对在选择虚拟化产品时提供一定的依据和帮助。目前市场上已经出现了许多优秀的虚拟化产品,如VMware公司所提供的VMware系列虚拟化产品,RedHat公司主推的KVM,剑桥大学开发的Xen以及Oracle公司的VirtualBox等等。在众多的虚拟化软件中,KVM的出现虽然比较晚,但KVM开源、基于硬件辅助虚拟化、结构简单、集成与Linux内核、性能优越等优点使其成为众多虚拟化软件中的佼佼者。本文是针对KVM的学习与研究,主要介绍了其实现机制,使用方法以及对其性用能进行了测试。因此,本文对KVM以及虚拟机的学习与使用能够起到一定的帮助作用。本文的总体组织结构是首先对虚拟化技术以及几款主流的虚拟化软件进行了简单的介绍,然后对Linux内核中关于的KVM部分核心代码进行了分析,之后又对KVM的安装使用进行了介绍与说明,最后对VMwareWorkstation、KVM、QEMU和VirtualBox这几种主流的虚拟化软件上创建的虚拟机的性能进行了测试,比较与分析了它们在网络吞吐量、磁盘输入/输出、处理器等方面的性能表现,并且对运行在这些虚拟化软件中的虚拟机的综合性能也进行了测试。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-17
  1.1 研究背景  11
  1.2 虚拟化技术简介  11-13
  1.3 虚拟化软件介绍  13-15
    1.3.1 VMware  13
    1.3.2 KVM  13-14
    1.3.3 Xen  14-15
    1.3.4 VirtualBox  15
    1.3.5 QEMU  15
  1.4 本文的结构与主要内容  15-16
  1.5 本章小结  16-17
第2章 KVM 部分核心代码分析  17-47
  2.1 代码分析方式介绍  17
  2.2 核心代码分析  17-43
    2.2.1 Kconfig 文件的分析  18-21
    2.2.2 Makefile 文件的分析  21-22
    2.2.3 KVM 部分代码分析  22-43
      2.2.3.1 kvm. ko 模块分析  22-24
      2.2.3.2 kvm-amd. ko 模块分析  24-43
      2.2.3.3 kvm-intel. ko 模块分析  43
  2.3 KVM 其他部分的代码简要分析  43-46
  2.4 本章小结  46-47
第3章 KVM 的安装使用  47-54
  3.1 Ubuntu 操作系统  47
  3.2 Libvirt  47
  3.3 VMM  47-48
  3.4 KVM 在 Ubuntu 下的使用方法  48-53
  3.5 本章小结  53-54
第4章虚拟化软件性能比较  54-60
  4.1 虚拟机的配置  54
  4.2 测试内容与测试目的  54-55
  4.3 性能测试  55-58
    4.3.1 Netperf 测试  55-56
    4.3.2 IOzone 测试  56-57
    4.3.3 UnixBench 测试  57
    4.3.4 Phoronix-Test-Suite 部分测试  57-58
  4.4 测试结果分析总结  58-59
  4.5 本章小结  59-60
第5章总结与展望  60-61
  5.1 总结  60
  5.2 展望  60-61
附录  61-62
  附录A 英文缩写  61-62
参考文献  62-64
致谢  64

基于内核的虚拟机的研究

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