虛擬機(jī)集群I-O性能優(yōu)化問題研究.pdf

1、云計(jì)算(Cloud Computing)是一種全新的商業(yè)計(jì)算模式。它將大量存儲(chǔ)和計(jì)算資源在邏輯上組成統(tǒng)一的資源池，讓用戶可以根據(jù)自己的需要彈性地獲取存儲(chǔ)空間和計(jì)算能力。云計(jì)算徹底顛覆了傳統(tǒng)的計(jì)算理念，被視為有可能成為下一代技術(shù)革命的標(biāo)志。云計(jì)算擁有高可靠性，可擴(kuò)展性和高靈活性這樣幾個(gè)特點(diǎn)。
　　 虛擬化的概念在20世紀(jì)中期就已經(jīng)被提出，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬化也被賦予了更廣泛的涵義。目前，虛擬化技術(shù)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了操作系統(tǒng)、桌面、

2、存儲(chǔ)空間、網(wǎng)絡(luò)帶寬等各種硬件和軟件資源的虛擬化，使得原本離散、異構(gòu)的軟硬件資源在邏輯上成為統(tǒng)一的整體，為云計(jì)算的靈活性和可擴(kuò)展性提供了技術(shù)實(shí)現(xiàn)的手段。因此，虛擬化技術(shù)是云計(jì)算實(shí)現(xiàn)的理想工具。
　　 然而，在虛擬機(jī)集群中，I/O問題已經(jīng)成為一個(gè)主要瓶頸。在虛擬機(jī)集群的單物理結(jié)點(diǎn)內(nèi)部，當(dāng)虛擬機(jī)I/O負(fù)載較重時(shí)，負(fù)責(zé)處理虛擬機(jī)I/O操作的特權(quán)域DomainO將面臨嚴(yán)重的I/O瓶頸，虛擬機(jī)的I/O操作將阻塞導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)性能下降。在虛擬機(jī)

3、集群的多個(gè)虛擬機(jī)結(jié)點(diǎn)之間，競(jìng)爭(zhēng)共享存儲(chǔ)的讀寫也成為一個(gè)重要的I/O瓶頸。由于支持虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)必須使用共享存儲(chǔ)，而傳統(tǒng)的集中共享存儲(chǔ)也必將帶來I/O瓶頸問題，因此虛擬機(jī)集群的共享存儲(chǔ)I/O優(yōu)化也迫在眉睫。以上兩個(gè)問題即是本文的主要研究問題。
　　 本文首先介紹了云計(jì)算和虛擬化技術(shù)的興起和發(fā)展過程，闡述了虛擬化技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。接下來總結(jié)了現(xiàn)有的虛擬機(jī)集群在I/O性能方面存在的問題。
　　 第2章針對(duì)現(xiàn)有的虛擬機(jī)集群

4、架構(gòu)在I/O方面存在的性能瓶頸提出了一種兩層I/O性能優(yōu)化架構(gòu)，分別從單物理結(jié)點(diǎn)內(nèi)部和多虛擬節(jié)點(diǎn)之間兩層進(jìn)行I/O性能優(yōu)化。
　　 本文第3章提出了單物理結(jié)點(diǎn)內(nèi)部的I/O性能優(yōu)化方案。主要是通過動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)DomainO的weight比例，保證特權(quán)域有足夠的CPU分片來處理I/O事件，借此達(dá)到優(yōu)化I/O性能的目的。
　　 接下來第4章提出了多虛擬節(jié)點(diǎn)之間的I/O性能優(yōu)化方案。該方案主要是通過分布式存儲(chǔ)替代虛擬機(jī)集群集中共享存