泛虚拟化设备模型关键技术研究与实现

123456aa · 发表于 2022-4-7 20:11:07

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近年来，计算机虚拟化已经在众多领域得到了广泛的应用，它已经发展成为计算机领域的一个重要研究方向。随着云计算模式的提出和应用，虚拟化技术更是成为最热门的研究话题之一。计算机虚拟化通常包括处理器虚拟化、内存虚拟化和设备虚拟化。随着以Intel VT-X和AMD AMD-V为代表的硬件辅助处理器虚拟化技术以及Intel EPT和AMD RVI为代表的硬件辅助内存虚拟化技术的出现，虚拟机监控器的设计和实现得到了极大的简化，处理器和内存虚拟化的性能得到了很大的提高。目前针对处理器和内存虚拟化的相关研究已经相对成熟。由于设备本身的多样性、复杂性，当前设备虚拟化技术远不如处理器和内存虚拟化技术成熟。与此同时，有调查显示，虚拟化环境下I/0密集型系统的工作负荷远远大于计算密集型系统，能否减少虚拟化带来的开销，提高设备虚拟化的效率是能否采用虚拟化技术的关键因素之一。因此，如何更好地实现设备虚拟化就成为了虚拟化技术中亟需解决的一个重要题目。本文针对虚拟化系统中的设备虚拟化开展研究。分析了目前典型的三类设备虚拟化方法，实现了基于Virtio的泛虚拟化设备模型框架。在该模型框架的基础上，设计实现了虚拟化环境下最重要的两类设备，网络设备和磁盘设备。最后对本文设计实现的泛虚拟化网络和磁盘设备进行了测试和分析。结果表明，本文的网络和磁盘设备能够正确地实现网络和磁盘功能，虚拟化引入的开销较小，多数网络和磁盘测试基本达到了宿主机的原始性能，网络和磁盘设备的带宽比Qemu大，延迟比Qemu小。

泛虚拟化设备模型关键技术研究与实现

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