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GOSBMB:基于客户操作系统行为的虚拟机内存均衡方法 被引量:2
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作者 钮艳 郑衍松 +1 位作者 杨春 程旭 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期2178-2183,共6页
在虚拟机环境中为客户操作系统分配内存资源时,需在性能和资源利用效率之间进行权衡.本文提出一种基于客户操作系统行为的虚拟机内存均衡方法GOSBMB(Guest Operating System Behaviors based Memory Balancer).该方法在尽量降低性能损... 在虚拟机环境中为客户操作系统分配内存资源时,需在性能和资源利用效率之间进行权衡.本文提出一种基于客户操作系统行为的虚拟机内存均衡方法GOSBMB(Guest Operating System Behaviors based Memory Balancer).该方法在尽量降低性能损失的前提下,根据客户操作系统中进程工作集和磁盘页面缓存对虚拟机监控器呈现的行为特征,以对客户操作系统透明的方式估计它们各自的内存需求,并按需动态调整内存资源.在Xen上实现了GOSBMB原型系统,实验表明,使用GOSBMB动态调整内存资源时,在节约内存资源达69.6%的情况下,客户操作系统的性能损失低于7.6%. 展开更多
关键词 虚拟机 内存均衡 客户操作系统行为 性能
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VMM中Guest OS非陷入系统调用指令截获与识别 被引量:6
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作者 熊海泉 刘志勇 +2 位作者 徐卫志 唐士斌 范东睿 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2014年第10期2348-2359,共12页
针对虚拟化环境下Guest OS某些特定指令行为不会产生陷入从而在虚拟机管理器(virtual machine monitor,VMM)中无法对其进行监控处理的问题,提出通过改变非陷入指令正常运行条件,使其执行非法产生系统异常陷入VMM的思想;据此就x86架构下G... 针对虚拟化环境下Guest OS某些特定指令行为不会产生陷入从而在虚拟机管理器(virtual machine monitor,VMM)中无法对其进行监控处理的问题,提出通过改变非陷入指令正常运行条件,使其执行非法产生系统异常陷入VMM的思想;据此就x86架构下Guest OS中3种非陷入系统调用指令在VMM中的截获与识别进行研究:其中基于int和sysenter指令的系统调用通过使其产生通用保护(general protection,GP)错系统异常而陷入,基于syscall指令的系统调用则通过使其产生UD(undefined)未定义指令系统异常而陷入,之后VMM依据虚拟处理器上下文现场信息对其进行识别;基于Qemu&Kvm实现的原型系统表明:上述方法能成功截获并识别出Guest OS中所有3种系统调用行为,正常情况下其性能开销也在可接受的范围之内,如在unixbench的shell测试用例中,其性能开销比在1.900~2.608之间.与现有方法相比,它们都是以体系结构自身规范为基础,因此具有无需修改Guest OS、跨平台透明的优势. 展开更多
关键词 客户操作系统 虚拟机管理器 虚拟化 非陷入指令 系统调用
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Pcanel/V2——基于Intel VT-x的VMM架构 被引量:8
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作者 陈文智 姚远 +1 位作者 杨建华 何钦铭 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2009年第7期1311-1319,共9页
个人计算机硬件性能的迅速增强使得通过虚拟化技术建立多个相互隔离的计算域成为未来个人计算机的一种重要发展趋势.为避免传统的IA-32架构在软件虚拟化领域所面临的VMM的设计和实现的困难,作者设计并实现了基于Intel VT-x技术的VMM架... 个人计算机硬件性能的迅速增强使得通过虚拟化技术建立多个相互隔离的计算域成为未来个人计算机的一种重要发展趋势.为避免传统的IA-32架构在软件虚拟化领域所面临的VMM的设计和实现的困难,作者设计并实现了基于Intel VT-x技术的VMM架构——Pcanel/V2.该架构利用最新的硬件虚拟化技术,通过配置出一个可控制的虚拟运行环境,可以直接虚拟运行多个不修改源代码的客户操作系统.在允许客户操作系统正常运行的同时控制它们对各种硬件资源的访问,并能对客户操作系统运行过程中出现的各种情况进行相应的处理.Pcanel/V2实现了Linux和Vxworks的同时运行,相应的数据测试表明Pcanel/V2架构在简化了VMM设计复杂度的同时总体运行效率比软件虚拟化技术提高了约10%. 展开更多
关键词 虚拟化 VT_x技术 虚拟机监控软件 客户操作系统 系统隔离
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Xen虚拟CPU空闲调度算法 被引量:6
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作者 王凯 侯紫峰 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2013年第11期2429-2435,共7页
在Xen虚拟化环境下,Credit调度算法是非抢占式调度算法,当虚拟CPU空时它不会将空闲状态信息通知给Xen,因此不会放弃物理CPU的使用权.虽然已有文献提出在虚拟CPU空闲时的处理方法,但它依然存在很多问题,例如空闲虚拟CPU的空闲时间还存在... 在Xen虚拟化环境下,Credit调度算法是非抢占式调度算法,当虚拟CPU空时它不会将空闲状态信息通知给Xen,因此不会放弃物理CPU的使用权.虽然已有文献提出在虚拟CPU空闲时的处理方法,但它依然存在很多问题,例如空闲虚拟CPU的空闲时间还存在浪费的现象、没有考虑特权Service OS的空闲状态和虚拟机空闲状态判断不准确等,这造成很多不必要的性能损失.针对这样的问题,在Credit算法的基础上提出了虚拟CPU空闲调度算法,虚拟CPU空闲状态接收模块接收到的虚拟CPU空闲通知,动态调整该虚拟机的虚拟CPU的credit值,并将空闲的CPU时间分配给调度队列中其他的虚拟CPU使用.同时,根据该虚拟机的虚拟CPU的平均空闲率,重新调整该虚拟机的权重,从而实现了反馈控制与虚拟机调度的动态集成,实验结果证明该调度方法使系统的整体性能得到大大提高. 展开更多
关键词 虚拟机监控器 Credit算法 特权服务操作系统 客户操作系统 虚拟处理器 平均空闲率
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自适应调整虚拟机权重参数的调度方法 被引量:5
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作者 王凯 侯紫峰 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2011年第11期2094-2102,共9页
在基于特权服务操作系统的虚拟机架构下客户操作系统需要借助特权服务操作系统来访问真实硬件,目前虚拟机调度算法的优化主要是侧重于I/O密集型虚拟机的研究,而忽视了CPU密集型虚拟机,更忽视了特权服务操作系统的I/O处理能力对虚拟机整... 在基于特权服务操作系统的虚拟机架构下客户操作系统需要借助特权服务操作系统来访问真实硬件,目前虚拟机调度算法的优化主要是侧重于I/O密集型虚拟机的研究,而忽视了CPU密集型虚拟机,更忽视了特权服务操作系统的I/O处理能力对虚拟机整体性能的影响.针对这些问题,提出了一种基于Credit算法的自适应调整虚拟机权重参数的优化调度方法,将特权服务操作系统的I/O处理能力作为虚拟机参数调整的一个重要参数,同时兼顾I/O密集型虚拟机和CPU密集型虚拟机对资源的需求.实验结果表明该方法能够及时根据当前的I/O请求数量和特权服务操作系统的处理能力合理调整虚拟机的权重参数,从而大大提高了客户操作系统CPU处理性能和硬件设备的访问性能. 展开更多
关键词 虚拟机监控器 特权服务操作系统 客户操作系统 权重 处理能力
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Xen虚拟机的虚拟CPU松弛协同调度方法 被引量:4
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作者 王凯 侯紫峰 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2012年第1期118-127,共10页
目前,Xen虚拟机调度算法均采用独立调度虚拟CPU的方式,而没有考虑虚拟机各虚拟CPU之间的协同调度关系,这会使虚拟机各个虚拟CPU之间产生很大的时钟中断数量偏差等问题,从而导致系统不稳定.为了提高系统的稳定性,基于Credit算法提出了一... 目前,Xen虚拟机调度算法均采用独立调度虚拟CPU的方式,而没有考虑虚拟机各虚拟CPU之间的协同调度关系,这会使虚拟机各个虚拟CPU之间产生很大的时钟中断数量偏差等问题,从而导致系统不稳定.为了提高系统的稳定性,基于Credit算法提出了一种比RCS(relaxed co-scheduling)算法更松弛的协同调度算法MRCS(more relaxed co-scheduling).该算法采用非抢占式协同调整方法将各个虚拟CPU相对运行的时间间隔控制在同步时间检测的上限门限值Tmax之内,同时利用同步队列中虚拟CPU优化选择调度方法和Credit算法的虚拟CPU动态迁移方法,能够更加及时地协同处理虚拟CPU,并且保证了各个物理CPU的负载均衡,有效地减少客户操作系统与VMM的环境切换次数,降低了系统开销.实验结果证明该方法不但保证了系统的稳定性,而且使系统性能得到一定程度的提升.虚拟机调度算法不仅影响虚拟机的性能,更会影响虚拟机的稳定性,致力于虚拟机调度算法的研究是一项非常有意义的工作. 展开更多
关键词 虚拟机监控器 Credit算法 特权服务操作系统 客户操作系统 虚拟处理器 协同调度
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XtratuM平台上的μC/OS-Ⅱ半虚拟化研究与实现 被引量:1
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作者 周刘成 张激 +1 位作者 李健 孙陈伟 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第7期100-105,共6页
XtratuM虚拟机管理器是一款面向嵌入式安全关键领域的虚拟机管理器。XtratuM系统的每个分区上可运行一个经过修改的客户操作系统,但目前其支持的客户操作系统并不包括μ/COS-Ⅱ嵌入式实时操作系统。为此,在研究XtratuM架构的基础上,给... XtratuM虚拟机管理器是一款面向嵌入式安全关键领域的虚拟机管理器。XtratuM系统的每个分区上可运行一个经过修改的客户操作系统,但目前其支持的客户操作系统并不包括μ/COS-Ⅱ嵌入式实时操作系统。为此,在研究XtratuM架构的基础上,给出基于XtratuM虚拟机管理器的半虚拟化方案。利用XtratuM提供的系统调用服务向客户操作系统的μ/COS-Ⅱ隐藏不必要的硬件细节,重新设计μ/COS-Ⅱ的任务栈帧以及上下文切换算法以避免对特权指令的使用,将虚拟时钟中断挂接到XtratuM系统来保证μ/COS-Ⅱ任务的正常调度。实验结果证明,作为客户操作系统的2个μ/COS-Ⅱ可以相对独立地按照既定调度方案运行于同一个x86硬件平台上。 展开更多
关键词 XtratuM虚拟机管理器 客户操作系统 μC/OS-Ⅱ实时操作系统 半虚拟化
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基于EPT的内存虚拟化研究与实现 被引量:5
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作者 李勇 郭玉东 +1 位作者 王晓睿 时光 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第18期4101-4104,共4页
为降低虚拟机监控器在内存虚拟化方面的开销,提高内存虚拟化性能,分析了两种的内存虚拟化机制,着重对基于Intel扩展页表的内存虚拟化机制进行了研究,分析了基于扩展页表的两种内存虚拟化方案优劣,并进一步分析了影响内存虚拟化性能的因... 为降低虚拟机监控器在内存虚拟化方面的开销,提高内存虚拟化性能,分析了两种的内存虚拟化机制,着重对基于Intel扩展页表的内存虚拟化机制进行了研究,分析了基于扩展页表的两种内存虚拟化方案优劣,并进一步分析了影响内存虚拟化性能的因素。针对扩展页表页故障,提出了页池的动态内存分配方案。内存虚拟化实现表明,采用扩展页表实现内存虚拟化能简化了设计流程,有效地提高了内存虚拟化性能。 展开更多
关键词 虚拟机监控器 扩展页表 客户操作系统 内存虚拟化 地址转换
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基于VT-x的处理器模式转换机制研究
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作者 王晓睿 郭玉东 +1 位作者 时光 李勇 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2010年第9期2065-2069,共5页
为降低虚拟化环境中处理器模式转换带来的开销,研究了基于VT-x技术的处理器模式转换机制。根据客户机操作系统在不同阶段的运行状态,分析了相应的处理器模式转换过程。采用客户机操作系统最小等待的基本思想,结合VT-x处理器提供的虚拟... 为降低虚拟化环境中处理器模式转换带来的开销,研究了基于VT-x技术的处理器模式转换机制。根据客户机操作系统在不同阶段的运行状态,分析了相应的处理器模式转换过程。采用客户机操作系统最小等待的基本思想,结合VT-x处理器提供的虚拟机扩展功能,设计出了处理器模式转换的整体流程,分别构造出满足客户机操作系统需求的实模式和保护模式处理器环境,模拟了客户机操作系统的执行过程以及虚拟机监控器对相关事件的处理。实验结果表明,VT-x技术可以有效辅助处理器模式转换,简化虚拟机监控器设计。 展开更多
关键词 虚拟机监控器 虚拟机扩展 虚拟机控制结构 客户操作系统 处理器模式
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设备虚拟化方法研究与实现 被引量:6
10
作者 刘静波 郭玉东 +1 位作者 王晓睿 刘勇 《计算机工程与设计》 CSCD 北大核心 2011年第8期2874-2878,共5页
针对虚拟机监控器在IO虚拟化方面存在的性能瓶颈,分析了现有IO虚拟化模型存在的问题,提出了一种基于IO处理机的协作型虚拟机监控器。建立了基于IO处理机的IO虚拟化模型,实现了对客户机操作系统IO访问请求的处理,并进一步给出了该方法下... 针对虚拟机监控器在IO虚拟化方面存在的性能瓶颈,分析了现有IO虚拟化模型存在的问题,提出了一种基于IO处理机的协作型虚拟机监控器。建立了基于IO处理机的IO虚拟化模型,实现了对客户机操作系统IO访问请求的处理,并进一步给出了该方法下从设备发现到功能模拟等关键技术。实验结果表明,基于IO处理机的IO虚拟化模型能够提供更为稳定的系统环境,并能有效提高整个系统性能。 展开更多
关键词 虚拟机监控器 IO虚拟化 IO处理机 客户操作系统 功能模拟
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