基于最小數(shù)據(jù)集的虛擬機(jī)快速啟動(dòng)方法研究.pdf

1、在桌面虛擬化環(huán)境中，虛擬機(jī)鏡像文件經(jīng)常采用集中的方式存儲(chǔ)。當(dāng)虛擬機(jī)大量并發(fā)啟動(dòng)時(shí)，由于網(wǎng)絡(luò)擁塞或者物理機(jī)的磁盤I/O能力不足，經(jīng)常導(dǎo)致啟動(dòng)風(fēng)暴的發(fā)生，即虛擬機(jī)鏡像文件從存儲(chǔ)設(shè)備傳輸?shù)街鳈C(jī)內(nèi)存時(shí)間過長(zhǎng)導(dǎo)致虛擬機(jī)啟動(dòng)過慢的現(xiàn)象?，F(xiàn)有的解決方案或基于云計(jì)算環(huán)境中的特定應(yīng)用而提出，不具有通用性和擴(kuò)展性；或基于硬件擴(kuò)容和壟斷技術(shù)實(shí)現(xiàn)，需要高昂的成本。
　　基于最小數(shù)據(jù)集的虛擬機(jī)快速啟動(dòng)系統(tǒng)（MDQS），利用虛擬機(jī)最小數(shù)據(jù)集的鏡像組織方式來緩

2、解啟動(dòng)風(fēng)暴的形成，并且具有擴(kuò)展性、通用性和廉價(jià)等特點(diǎn)。對(duì)于從差分鏡像啟動(dòng)的虛擬機(jī)（差分鏡像由同一個(gè)模板鏡像生成），啟動(dòng)過程中所需要讀取的數(shù)據(jù)絕大多數(shù)來自于模板鏡像，同時(shí)啟動(dòng)多個(gè)虛擬機(jī)時(shí)就需要重復(fù)到磁盤中讀取這部分?jǐn)?shù)據(jù)。MDQS系統(tǒng)通過修改Xen平臺(tái)中的blktap2模塊，在讀取VHD格式的鏡像時(shí)，對(duì)差分鏡像進(jìn)行解析，判斷出需要從模板鏡像讀取的數(shù)據(jù)并抽取出來，形成最小數(shù)據(jù)集的鏡像組織方式，讓多虛擬機(jī)進(jìn)行共享。MDQS系統(tǒng)利用改進(jìn)的基數(shù)樹作

3、為最小數(shù)據(jù)集的邏輯結(jié)構(gòu)，并通過特權(quán)域中的緩存管理器對(duì)最小數(shù)據(jù)集進(jìn)行管理，虛擬機(jī)啟動(dòng)時(shí)需要讀取這部分?jǐn)?shù)據(jù)時(shí)，不再需要到磁盤鏡像中讀取，而是直接利用共享內(nèi)存的方式讀取，從而節(jié)省磁盤I/O操作，并減少從磁盤讀取的數(shù)據(jù)量。
　　測(cè)試結(jié)果表明，同時(shí)啟動(dòng)15臺(tái)由VHD鏡像生成的虛擬機(jī)，MDQS系統(tǒng)有超過95％的最小數(shù)據(jù)集緩存命中率，相比于未優(yōu)化的Xen虛擬機(jī)管理器，磁盤的I/O負(fù)載大幅度降低，每臺(tái)虛擬機(jī)讀取的數(shù)據(jù)量的平均值減少約110MB，同