浅议性能虚拟机网络性能优化工作

论文导读：e数据传输性能,弥补当前虚拟计算体系Trace办法的问题。最后,使用该测试办法,对虚拟计算体系的网络性能进行了测试和分析,测试结果表明：虚拟机网络性能受到虚拟计算体系网络传输性能和虚拟机网络性能隔离度的影响。针对虚拟计算体系的网络传输性能低下的不足,基于多网卡的虚拟计算体系网络性能优化办法使用多网卡并行传输数据
摘要：随着虚拟化技术的日趋成熟从及CPU计算能力的增长,虚拟机计算体系可从同时为越来越多的客户虚拟机运用提供服务,由此,用户对虚拟机网络性能提出更高的要求。为了满足运用对于网络性能的需求,需要深入地探讨虚拟机网络性能优化办法。虚拟机网络性能优化的探讨首先通过多层次、多粒度网络性能组合测试办法对虚拟计算体系的网络性能进行测试和分析,提出当前虚拟机网络性能的影响包含两方面：虚拟计算体系的网络传输性能；其次是虚拟机网络性能隔离度。针对这两方面内容,虚拟机网络性能优化的探讨采取基于多网卡的虚拟计算体系网络性能优化办法提升虚拟计算体系的网络传输性能；采取基于分离驱动的虚拟机网络性能隔离办法增强虚拟机网络性能隔离度；采取多虚拟机网络性能协同优化办法保证多虚拟机环境下运用的服务性能。虚拟计算体系网络性能测试及分析是虚拟计算体系网络性能优化的前提及关键步骤。多层次、多粒度网络性能组合测试办法有效地测试并且完整地描述虚拟计算体系网络性能。该测试办法通过协同利用标准测试程序组合测试和Trace办法,获得在不同层次下,不同粒度的网络性能测试结果,以而完整地描述虚拟计算体系的网络性能。通过拓展测试程序集合,该办法还可运用于整个虚拟计算体系的性能测试。根据该测试办法,设计和实现了一个能灵活配置测试对策和自动部署测试的测试体系。其中,数据传输引擎Xenrelay优化了域间Trace数据传输性能,弥补当前虚拟计算体系Trace办法的问题。最后,使用该测试办法,对虚拟计算体系的网络性能进行了测试和分析,测试结果表明：虚拟机网络性能受到虚拟计算体系网络传输性能和虚拟机网络性能隔离度的影响。针对虚拟计算体系的网络传输性能低下的不足,基于多网卡的虚拟计算体系网络性能优化办法使用多网卡并行传输数据有效提高虚拟机网络性能。首先,该多网卡优化办法通过排队网络建立虚拟计算体系网络性能分析模型,讨论了优化虚拟计算体系网络性能的论述办法。然后,根据模型的论述分析,多网卡优化办法一方面通过扩展ARP邻居,建立虚拟机IP地址与物理网卡MAC地址之间一对多的联系,使得虚拟机可从通过多网卡并行传输数据；另一方面,采取发送和接收负载平衡算法制约多网卡上数据的传输,以而提升虚拟计算体系的网络带宽。另外,针对虚拟机的网络性能隔离度差的不足,提出了基于分离驱动的虚拟机网络性能隔离办法。该办法首先通过抽象Xen的I/O虚拟化模式,提出分离驱动模型。然后在此基础上,采取两层资源制约模式保证体系的工作保持性(work-conserving)和公平性,以而实现虚拟计算体系的细粒度I/O性能隔离。该办法在虚拟机层次使用令牌桶实现I/O资源分配,并采取公共令牌桶管理剩余资源,从及通过体系的负载预测虚拟机资源利用状况分配令牌。在虚拟机监控层,该办法利用公平调度算法保证虚拟机间资源I/O分配的公平性。此外,为了有效制约剩余带宽再分配,该办法提出一种基于补偿机制的分配对策。实验表明该办法能够有效地保证虚拟机间的网络性能隔离。越来越多高性能计算机用户采取虚拟计算体系搭建分布式环境,使得虚拟化环境下的计算任务由单机运用向多虚拟机协同参与改变,但网络性能的干扰影响了分布式运用性能。多虚拟机网络性能协同优化办法针对这一状况,提升多台虚拟机网络QoS,保证运用的性能。在该办法中,发送端根据接收端反馈的网络资源分配的历史数据,预测接收节点资源分配状况,并从此为依据结合发送端的资源利用状况,有效地制约数据的发送,以而保证了分布式环境下虚拟机网络QoS。总之,在通过多层次、多粒度网络性能组合测试办法对虚拟机网络性能进行测试的基础上,从优化虚拟计算体系网络传输性能、保证虚拟机网络性能隔离为目的,重点探讨基于多网卡的虚拟计算体系网络性能优化技术,细粒度的虚拟计算体系网络性能隔离技术从及多虚拟机网络性能协同优化技术等关键技术,为优化虚拟机网络性能提供了一系列技术办法和措施。关键词：虚拟计算体系论文性能评测论文网络性能优化论文虚拟机性能隔离论文分布式资源管理论文资源预测论文
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Abstract6-14
1 绪论14论文导读：502.5虚拟化网络性能分析50-602.6本章小结60-623基于多网卡的虚拟计算体系网络性能优化62-843.1不足的提出62-633.2虚拟计算体系网络模型63-703.3虚拟化多网卡优化办法70-743.4调度算法74-783.5性能测试与分析78-833.6本章小结83-844基于分离驱动的虚拟机网络性能隔离84-107

4.1不足的提出84-852分离驱动建模85

-32

1.1 探讨背景14-21

1.2 虚拟计算体系性能评测探讨近况21-25

1.3 虚拟机网络性能优化探讨近况25-29

1.4 探讨内容与论文组织结构29-32

2 虚拟计算体系网络性能测试办法32-62

2.1 不足的提出32-33

2.2 虚拟化体系多层次多粒度网络测试办法33-37

2.3 虚拟服务器性能评测体系37-40

2.4 虚拟化体系Trace办法40-50

2.5 虚拟化网络性能分析50-60

2.6 本章小结60-62

3 基于多网卡的虚拟计算体系网络性能优化62-84

3.1 不足的提出62-63

3.2 虚拟计算体系网络模型63-70

3.3 虚拟化多网卡优化办法70-74

3.4 调度算法74-78

3.5 性能测试与分析78-83

3.6 本章小结83-84

4 基于分离驱动的虚拟机网络性能隔离84-107

4.1 不足的提出84-85

4.2 分离驱动建模85-87

4.3 基于分离驱动模型的性能隔离办法87-97

4.4 基于补偿机制的剩余带宽制约办法97-100

4.5 网络性能隔离度分析100-105

4.6 本章小结105-107

5 多虚拟机网络性能协同优化107-119

5.1 不足的提出107-109

5.2 网络协同优化体系109-112

5.3 基于反馈的动态ARIMA预测112-115

5.4 性能测试与分析115-117

5.5 本章小结117-119

6 总结119-122
致谢122-124
参考文献124-134
附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录134-136
附录2 攻读博士学位期间参与的科研项目136-137
附录3 缩略词简表137-138
附录4 个人简历138