基于虚拟机I/O访问特征的磁盘资源分配研究

发布时间：2024-04-11 01:25

　　在云计算环境下,虚拟化技术通过共享存储资源有效地提高存储资源的利用率,降低存储设备的开销。随着I/0密集型应用的广泛应用以及共享存储资源的虚拟机数量不断增加,虚拟机之间磁盘I/O资源竞争越来越激烈,这严重影响虚拟机内应用的I/O性能。然而,虚拟化的封装性和透明性一方面使得传统资源分配算法难以应用到虚拟化环境,另一方面导致虚拟机I/O访问更加复杂,增加了虚拟化环境下磁盘资源分配的困难。因此,如何有效地分配虚拟化环境下的磁盘I/O资源成为虚拟化I/O性能优化的关键。 为此,首先,一种虚拟化环境下磁盘I/O访问特征的分析研究为虚拟化环境下磁盘资源分配提供指导。考虑到虚拟化的封装性、透明性和硬件资源共享对磁盘I/O方式的影响,该研究通过一种多角度、多粒度的测试方法,分析虚拟机的I/O请求地址分布,吞吐量变化,请求延时等。分析结果表明：(1)虚拟化环境下的I/O访问具有一种特殊的空间局部性,不同虚拟机的请求之间具有区间空间局部性和同一个虚拟机的请求之间具有子区间空间局部性；(2)当不同访问方式应用所在的虚拟机同时运行或者共享服务器的虚拟机数量逐渐增加时,虚拟机间I/O干扰加剧,导致多机下虚拟机吞...

【文章页数】：139 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
    1.3 研究内容与贡献
    1.4 论文组织结构
2 虚拟化环境下磁盘I/O访问分析
    2.1 研究动机
    2.2 面向虚拟机I/O访问分析的测试方法
    2.3 实验结果分析
    2.4 分析结果的讨论
    2.5 本章小结
3 基于虚拟机空间局部性感知的磁盘I/O性能优化
    3.1 研究动机
    3.2 虚拟机I/O访问规律预测模型
    3.3 基于虚拟机空间局部性感知的磁盘I/O调度
    3.4 性能评测
    3.5 本章小结
4 虚拟机QoS保证的磁盘I/O调度模型
    4.1 研究动机
    4.2 模型总体设计
    4.3 吞吐量控制层
    4.4 延时控制层
    4.5 性能评测
    4.6 本章小结
5 虚拟机QOS感知的磁盘资源动态分配
    5.1 研究动机
    5.2 虚拟机QoS感知的带宽参数分配模型
    5.3 实例应用
    5.4 性能测试与分析
    5.5 本章小结
6 总结与展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的论文目录
附录2 攻读博士学位期间发明专利
附录3 攻读博士学位期间参与的科研项目
附录4 缩略词简表
附录5 个人简历



本文编号：3950657