虚拟机集群IO性能优化问题研究.pdf

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1、中圈错孽艘求大誊硕士学位论虚拟机集群110性能优化问题研究作者姓名：学科专业：导师姓名：完成时间：方君计算机系统结构杨寿保教授二。一二年四月一EllIlIDllIIIMIllllllIIIllIllllllIIlY2125176UniversityofScienceandTechnologyofChinaADissertationforMaster，SDegreeResearchonI／OPerfermanceOptimizitioninVirtualMachineClusterFangJunDirectedbyProf．Shoub

2、aoYANGSchoolofComputerScienceandTechnologyUniversityofScienceandTechnologyofChinaHefei，Anhui，230026，P．R．ChinaApril2012中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果。除已特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：、碰签字日期：丝!至：三：!!中国科学技术大

3、学学位论文授权使用声明作为申请学位的条件之一，学位论文著作权拥有者授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中国学位论文全文数据库》等有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。／翻公开口保密(——年)作者签名：』≥垒签字日期：驰!兰：!：!!翮签名：煎缒签字日期：丝堡：墨竺摘要摘要云计算(Cloudcomp

4、uting)是一种全新的商业计算模式。它将大量存储和计算资源在逻辑上组成统一的资源池，让用户可以根据自己的需要弹性地获取存储空间和计算能力。云计算彻底颠覆了传统的计算理念，被视为有可能成为下一代技术革命的标志。云计算拥有高可靠性，可扩展性和高灵活性这样几个特点。虚拟化的概念在20世纪中期就已经被提出，随着计算机技术的发展，虚拟化也被赋予了更广泛的涵义。目前，虚拟化技术已经实现了操作系统、桌面、存储空间、网络带宽等各种硬件和软件资源的虚拟化，使得原本离散、异构的软硬件资源在逻辑上成为统一的整体，为云计算的灵活性和可扩展性提供了技术实现

5、的手段。因此，虚拟化技术是云计算实现的理想工具。然而，在虚拟机集群中，I／O问题已经成为一个主要瓶颈。在虚拟机集群的单物理结点内部，当虚拟机I／O负载较重时，负责处理虚拟机I／O操作的特权域Domain0将面临严重的I／O瓶颈，虚拟机的I／O操作将阻塞导致整个系统性能下降。在虚拟机集群的多个虚拟机结点之间，竞争共享存储的读写也成为一个重要的I／O瓶颈。由于支持虚拟机的动态迁移技术必须使用共享存储，而传统的集中共享存储也必将带来I／O瓶颈问题，因此虚拟机集群的共享存储I／O优化也迫在眉睫。以上两个问题即是本文的主要研究问题。本文首先介

6、绍了云计算和虚拟化技术的兴起和发展过程，阐述了虚拟化技术的特点和优势。接下来总结了现有的虚拟机集群在I／O性能方面存在的问题。第2章针对现有的虚拟机集群架构在I／O方面存在的性能瓶颈提出了一种两层I／O性能优化架构，分别从单物理结点内部和多虚拟节点之间两层进行I／O性能优化。本文第3章提出了单物理结点内部的I／O性能优化方案。主要是通过动态调节Domain0的weight比例，保证特权域有足够的CPU分片来处理170事件，借此达到优化I／O性能的目的。接下来第4章提出了多虚拟节点之间的I／O性能优化方案。该方案主要是通过分布式存储替

7、代虚拟机集群集中共享存储，同时通过分布式I／O缓存来达到提升集群I／O性能的目的。最后第五章给出本文的总结，陈述了本文的主要贡献和不足之处，并提出未来工作和展望。关键词：虚拟机集群，I／O性能，动态CPU调度，分布式存储摘要AbstractCloudcomputingisonebrand—newkindofcommercialcomputingmodel．Itdistributesthecomputingtasktotheresourcepoolwhichiscomposedofanumberofcomputers，andmakes

8、allapplicationscanacquirecomputingcapacity,storagespaceandotherresourcesastheirneed．Theappearanceofcloudcomputingtopp