虛擬機磁盤I-O帶寬分配機制研究.pdf

1、隨著計算機硬件技術(shù)的不斷發(fā)展以及虛擬化技術(shù)的日臻成熟,越來越多的公司和企業(yè)采用虛擬化技術(shù)作為資源管理方案,提高服務(wù)器的利用率和復(fù)用率。同時在一臺物理機上能夠部署更多的虛擬機和類型更復(fù)雜的應(yīng)用程序,如何提高這些虛擬機之間的性能隔離性以及保證用戶應(yīng)用程序的服務(wù)質(zhì)量,將是虛擬化技術(shù)重點關(guān)注的議題之一。從這點出發(fā),提出了一種基于Xen虛擬化平臺的虛擬機磁盤帶寬分配機制,實現(xiàn)系統(tǒng)帶寬在各個虛擬機之間按服務(wù)優(yōu)先級和權(quán)重比例的分配,有效提高了虛擬機在

2、I/O性能方面的隔離性,保證了應(yīng)用程序的服務(wù)質(zhì)量(QoS)。
　　在Xen的前后端驅(qū)動模型中,虛擬機磁盤帶寬分配系統(tǒng)在后端驅(qū)動處以模塊的形式實現(xiàn),在已有的I/O處理流程中增加帶寬控制策略。該方法主要包括兩部分內(nèi)容:虛擬機帶寬控制系統(tǒng)和需求預(yù)測系統(tǒng)。其中,虛擬機帶寬控制系統(tǒng)主要作用是管理和調(diào)度虛擬機的I/O請求,確定I/O請求的服務(wù)順序。該系統(tǒng)采用改進的令牌桶算法,即在網(wǎng)絡(luò)流控中常用的令牌桶算法的基礎(chǔ)上,增加了公共令牌桶,算法的核心

3、思想是以每個虛擬機私有令牌桶中的令牌作為其訪問I/O資源的憑證,而公共令牌桶的加入主要是為了解決系統(tǒng)空閑帶寬在各個虛擬機之間的共享。虛擬機帶寬需求預(yù)測系統(tǒng)的主要作用是輔助帶寬控制系統(tǒng)更加精確地完成帶寬的按比例分配,為其提供各個虛擬機的實時帶寬需要信息。該子系統(tǒng)主要采用基于歷史信息的帶寬預(yù)測算法,根據(jù)虛擬機之前時間段內(nèi)的帶寬消耗信息,預(yù)測下個時間段的帶寬需求和趨勢。最終在兩個子系統(tǒng)的相互協(xié)作之下,完成對虛擬機帶寬的管理和分配。