论文 ABSTRACT Withthe rapiddevelopment systemstructure,thevirtualization technology has already beenwidely usedinsomefields,and has shownanew tendency thatithasbecomeanew hotspot fromservel"virtualizationto memoryvirtualizationalsointhe application virtualization. Atthesanle time,virtualizationtechnology inthe managementapplication alsofacing new challenge.In bladeservers,datacenters,andothervirtual environment,theability toensure uninterrupted serviceis highlydemanded,but protectedvirtualmachinecontinuousaccessestheI/0 devicesduring traditionalliveVM migration enough.Asaresult,moreeffective technologies areneededto protecttllat VMcontinuousaccessesFOdevices during liveVM migration. To deal withthose problems,this paperdesigns Device-Agent modelthat guarantees virtual machineto access continuously devicesduring live VM migration.Device-Agem modelis composed ofthree majormodules,device—agent module,remoteaccess device module andDevice dynamicexchange module. Device—Agent moduleis chargetheI/0transactionsand maintaining thestatesof virtualdevice during liveVMmigration.RemoteAccessDevicemodulemakesvirtual machines accessing remoteI/0deviceslikelocals,thusno longerdependent onSNAin accessing remoteI/O devices.Device DynamicExchange moduleenablesvirtual machineto re—orientationto physicaldevice dynamically,andimproves availabilityofVM’Sdevice. During live VM migration baseon Device—Agentmodule,thestate may inconsistenciesindealing、析m pendingI/0transactions.ThisarticleusestheSMT uniformitymaintenancetosolvethis problem.The SMT algorithmmainlyprocess pendingI/Otransactionsofthesame length,while QBMmainlyprocessonesofnotthesamelength.Whendesigning theSMT algorithm, FeatureValueandHascheSearchareintroducedinto algorihm inordertoenhance efficiency carryoutit.AfterSMT algorithmmatchingoperations,theremaining pending I/0transactionswillbedifferentfromthosetobematchedin length.Method movingthewholeinQBMalgorithm adoptedtodoexact matchingoperation. Basedonthe analysisabove,this article designedDevice-Agent architecturebased Xen.ByconsultingtheXenartchitecturewe designed Device—Agentmodule,theRemoteAccessdevicemoduleandtheDevice DynamicExchange module separately. 第ii页 知识水坝论文 国防科学技术大学研究生院T程硕士学位论文 Finallytheperformance evaluationof Device-Agent modelis carriedout.Testsshow theDevice—Agentmodele1]suresthattheI/0servicesare uninterruptedduring live VM migration. This project supportedby863 Projects:Based onthevirtualmachine technology commecial hi.gh end bladeserver system andthevirtual personalcomputersystems multi-DomcalculationandNFSprojects:Thedesign ofthe Trustedcomputing softwareandenvironmentbasedonthearchitcctureofthevirtualmachine. Keywords:Device—AgentDynamicMigrationVirtualMachine,High-Availability Device 第jiji页 知识水坝论文 国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文 表5.1设备代理的包头格式…………………………………………………….48表6.1硬件环境配置……………………………………………………………..56 表6.2软件环境配置………………………………………………………………56 第1V页 知识水坝论文 国防科学技术大学研究生院工程硕十学位论文 图2.1直接I/o示意图……………………………………………………………5图2.2多客户操作系统直接I/O示意图…………………………………………6 图2.3分离I/o示意图……………………………………………………………7 图2.4传统虚拟机动态迁移框架图…………………………………………….13 图3.1设备代理模型软件结构图……………………………………………….15 图3.2设备代理模型流程图…………………………………………………….17 图3.3丢弃待决I/O操作示意图………………………………………………..18 图3.4设备代理模块流程图……………………………………………………..20 图3.5远程设备访问流程图…………………………………………………….22 图3.6设备动态交换流程图………………。…………………………………..22 图4.1SMT算法……………………………………………………………………………………….28 图4.2SMT算法流程图…………………………………………………………一29 图4.3QBM算法流程图…………………………………………………………33 图4.4BM与QBM算法的对比图………………………………………………36 图5.1Xen体系结构………………………………………………………………一38 图5.2基于Xen设备代理模型的体系结构…………………………………….39 图5.3环状缓冲区………………………………………………………………一40 图5.4原节点后端发包流程图…………………………………………………..45 图5.5后端虚拟网络设备的逻辑示意图……………………………………….46 图5.6后端收包流程图………………………………………………………….46 图5.7客户端数据接收流程图………………………………………………….50 图5.8服务端数据发布流程图…………………………………………………一51 图5.9共享内存数据传输流程图…………………………………………………52 图5.10异步数据传输方式示意图………………………………………………53 图5.11设备动态交换示意图……………………………………………………54 图6.1远程设备访问测试环境示意图…………………………………………一57 图6.2动态迁移中设备性能测试软件环境示意图…………………………….57 图6.3本地虚拟块设备的写测试………………………………………………..59 国防科学技术大学研究生院工程硕士学位论文图6.4网络块设备的写测试…………………………………………………….59 图6.5远程虚拟块设备的写测试……………………………………………….60 图6.6访问块设备的执行时间……………………………………………………61 图6.7基于设备代理模型动态迁移的示意图…………………………………..62 图6.8动态迁移和动态交换期间的Apahe性能变化………………………….62 第VI页 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是我本人在导师指导下进行的研究工作及取得 的研究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包 含其他人已经发表和撰写过的研究成果,也不包含为获得国防科学技术大学或 其它教育机构的学位或证书而使用过的材料.与我一同工作的同志对本研究所 做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文题目: 学位论文作者签名:日期: 2009年04月20日 学位论文版权使用授权书 本人完全了解国防科学技术大学有关保留、使用学位论文的规定。本人授 权国防科学技术大学可以保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电 子文档,允许论文被查阅和借阅;可以将学位论文的全部或部分内容编入有关 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 (保密学位论文在解密后适用本授权书。)学位论文题目: 日期:2009年04月20日 日期:D夕 国防科学技术大学研究生院工程硕十学位论文1.1.1