本文關鍵詞：基于非統(tǒng)一調(diào)度時間片的虛擬機調(diào)度器，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在系統(tǒng)虛擬化環(huán)境中，虛擬機監(jiān)控器的CPU調(diào)度器對底層CPU資源分配和虛擬機的性能起著決定性作用。但是，傳統(tǒng)的虛擬機調(diào)度器，如Xen Credit調(diào)度器，使用固定的調(diào)度時間片來分配處理器時間，這會造成兩個問題：1）CPU分配偏差。CPU分配偏差是指在一定的時間區(qū)間內(nèi)，虛擬機實際獲得的CPU時間與指定分配的CPU時間的偏差。2）不穩(wěn)定的虛擬機調(diào)度延遲。虛擬機調(diào)度延遲指虛擬機從被喚醒到真正運行之間的時間間隔。 本文首先通過實驗分析得出現(xiàn)有虛擬機監(jiān)控器中的兩個不足。一個給定的時間片，對于CPU分配百分比較大的虛擬機合適，對于CPU分配百分比較小的虛擬機來說可能過大，造成較大的CPU分配偏差。同時由于調(diào)度器每次CPU時間分配使用相同大小的時間片，CPU分配百分比越小，虛擬機被調(diào)度的時間間隔就越大，調(diào)度延遲就越高。 本文接著提出一種使用非統(tǒng)一調(diào)度時間片的調(diào)度方法，并在Xen虛擬機監(jiān)控器上實現(xiàn)系統(tǒng)原型。該方法根據(jù)虛擬機的CPU分配百分比使用不同大小的調(diào)度時間片來減小CPU分配偏差，并且保證在一個可配置的時間周期內(nèi)保證對每個虛擬機都至少調(diào)度一次來實現(xiàn)調(diào)度延遲的穩(wěn)定性。 最后實驗結(jié)果表明，，本文提出的調(diào)度算法有效地將CPU分配偏差控制在15%內(nèi)并且提高了虛擬機調(diào)度延遲的穩(wěn)定性，每個網(wǎng)絡數(shù)據(jù)包處理延遲都不超過30ms。同時該調(diào)度器保證了CPU分配的公平性，而且只引入較小的系統(tǒng)額外開銷。
【關鍵詞】：系統(tǒng)虛擬化 CPU分配偏差 虛擬機調(diào)度延遲 虛擬機調(diào)度器
【學位授予單位】：上海交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TP302
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-11
• 表格索引11-12
• 插圖索引12-14
• 第一章 緒論14-24
• 1.1 虛擬化現(xiàn)狀，意義與歷史14-16
• 1.2 系統(tǒng)虛擬化實現(xiàn)技術16-21
• 1.2.1 系統(tǒng)虛擬化架構17-18
• 1.2.2 CPU 虛擬化18-19
• 1.2.3 內(nèi)存虛擬化19-20
• 1.2.4 I/O 虛擬化20-21
• 1.3 本文的研究內(nèi)容和組織結(jié)構21-24
• 1.3.1 本文的研究目標21-22
• 1.3.2 本文的主要工作22-23
• 1.3.3 本文的組織結(jié)構23-24
• 第二章 虛擬機調(diào)度器24-32
• 2.1 調(diào)度器基本分類24-26
• 2.1.1 PS 調(diào)度器和 FS 調(diào)度器25
• 2.1.2 WS-模式和 NWS 模式25
• 2.1.3 搶占與非搶占25-26
• 2.2 CPU 分配偏差26
• 2.3 Xen Credit 調(diào)度器26-29
• 2.3.1 Credit 的調(diào)度參數(shù)27
• 2.3.2 Credit 的調(diào)度優(yōu)先級27-28
• 2.3.3 Credit 信用值的分配與消耗28-29
• 2.4 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀29-31
• 2.4.1 CPU 性能隔離29
• 2.4.2 組合調(diào)度29-30
• 2.4.3 I/O 響應性能30-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 統(tǒng)一調(diào)度時間片所面臨的挑戰(zhàn)32-44
• 3.1 不統(tǒng)一的 CPU 分配偏差33-37
• 3.2 不穩(wěn)定的 VM 調(diào)度延遲37-38
• 3.3 問題的形式化描述38-42
• 3.4 本章小結(jié)42-44
• 第四章 NUTS 調(diào)度器的設計與實現(xiàn)44-56
• 4.1 任務特征與調(diào)度時間片44-46
• 4.1.1 I/O 密集型任務和 CPU 密集型任務44-45
• 4.1.2 時間片大小與系統(tǒng)性能45
• 4.1.3 可能的優(yōu)化方案45-46
• 4.2 CPU 時間分配設計46-50
• 4.3 NUTS 調(diào)度器實現(xiàn)50-55
• 4.3.1 核心部件實現(xiàn)50-54
• 4.3.2 負載均衡實現(xiàn)54-55
• 4.3.3 調(diào)度搶占實現(xiàn)55
• 4.4 本章小結(jié)55-56
• 第五章 系統(tǒng)性能評測56-76
• 5.1 CPU 分配的精確度56-63
• 5.2 系統(tǒng)網(wǎng)絡響應能力63-71
• 5.2.1 使用 Micro-Benchmark 進行網(wǎng)絡性能評測63-65
• 5.2.2 使用 Application-Benchmark 進行網(wǎng)絡性能評測65-71
• 5.3 CPU 密集任務的性能71-73
• 5.4 調(diào)度器的系統(tǒng)開銷73-75
• 5.5 本章小結(jié)75-76
• 第六章 結(jié)論與展望76-78
• 參考文獻78-82
• 致謝82-84
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文目錄84-86
• 攻讀學位期間參與的項目86

【共引文獻】

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本文編號：425091