基于半虛擬化Xen的虛擬機(jī)回放機(jī)制的研究.pdf

1、操作系統(tǒng)調(diào)試和系統(tǒng)安全已經(jīng)成為倍受人們關(guān)注的兩大重要問題。然而，傳統(tǒng)的軟件調(diào)試方法難以對系統(tǒng)的狀態(tài)進(jìn)行完整回放，更不能對操作系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)試；另一方面，大多數(shù)的入侵檢測方法又都過分地依賴于操作系統(tǒng)，而操作系統(tǒng)又向外界暴露了太多的接口，導(dǎo)致其本身也很容易受到攻擊。
　　 基于半虛擬化Xen的虛擬機(jī)回放機(jī)制實(shí)現(xiàn)的原型系統(tǒng)（Virtual Machine ReplaySystem，VMRS）有效解決了這些問題。該系統(tǒng)依據(jù)Xen 半虛擬化模

2、型，通過對操作系統(tǒng)的運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，捕獲系統(tǒng)中發(fā)生的不確定性事件，并對這些事件及其發(fā)生點(diǎn)進(jìn)行準(zhǔn)確詳實(shí)的記錄，從而達(dá)到對系統(tǒng)狀態(tài)完整重現(xiàn)的目的。VMRS的特色在于：采用日志整合技術(shù)改變?nèi)罩緮?shù)據(jù)的生成位置，使得這些數(shù)據(jù)在生成之初便擁有嚴(yán)格的偏序關(guān)系，避免回放時(shí)解析多個(gè)日志文件，提高日志文件的解析效率，減少額外開銷；利用Xen 體系構(gòu)架下獨(dú)特的域間數(shù)據(jù)傳輸機(jī)制，VMRS 采用基于共享內(nèi)存的數(shù)據(jù)傳輸方式減少了日志數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的重復(fù)拷貝次數(shù)

3、，提高了日志傳輸效率；通過對性能計(jì)數(shù)器與高級可編程中斷控制器的重新配置確定日志的回放時(shí)間點(diǎn)；提出中斷模擬機(jī)制，通過模擬Xen后端驅(qū)動程序行為完成回放，并采用虛擬域分支事件過濾策略摒除其他虛擬機(jī)和Xen 本身的運(yùn)行對回放過程的影響，提高回放的精確性。
　　 系統(tǒng)測試與結(jié)果分析表明：與基于UML（User Mode Linux）的虛擬機(jī)回放系統(tǒng)Revirt 相比，VMRS的性能開銷降低了23.9%，更兼?zhèn)錈o需修改客戶操作系統(tǒng)，回放時(shí)