一种基于Windows操作系统的存储虚拟化在线扩展技术

云计算、大数据等传统应用系统中的存储系统往往以虚拟化的形式运行在开源的Linux平台上,随着存储虚拟化技术不断成熟并向多元化发展,用户同样需要基于Windows平台的存储虚拟化服务。针对这些需求,提出一种基于Windows操作系统平台提供存储虚拟化服务的软件,可实现在Windows操作系统中创建虚拟的本地磁盘供用户使用,磁盘中的数据以条带化的形式平均分布在底层各个物理磁盘上。该软件基于海量存储网络系统TH-MSNS,在存储区域网SAN环境中为用户提供虚拟磁盘服务并支持在线容量扩展。通过测试后证明,条带卷在进行在线扩展时可以保证前台应用不中断,并且能够快速准确地完成大规模的数据迁移。当用户需要扩充虚拟磁盘的容量时,使用此项技术既可保证虚拟磁盘的可靠性又可提高扩容之后的读写性能。     

BW-VSDS:大容量、可扩展、高性能和高可靠性的网络虚拟存储系统

设计并实现了一个大容量、可扩展、高性能和高可靠性的网络虚拟存储系--BW-VSDS.和其他网络存储系统对比,它有如下的特点:1)采用带内元数据管理和带外数据访问的虚拟存储管理架构,存储管理更灵活,并且系统扩展性更好;2)在单个节点内部的多个虚拟卷、多个虚拟池和多个网络存储设备上利用存储虚拟化技术重构得到面向多种存储应用的网络虚拟存储设备,实现了3层的层次化存储虚拟化模型,对内共享存储设备的容量和带宽,对外提供不同属性的虚拟磁盘;3)采用写时按需分配策略提高了存储空间的利用率,使用数据块重组提高了I/O读写性能;4)使用设备链表和位图实现了层叠式虚拟快照,支持增量快照、写时拷贝和写时重定向机制,实现源卷和快照卷的数据共享;5)提出结合带外存储虚拟化管理的后端集中的带外冗余管理结构,数据读写直接访问存储节点,冗余管理节点在磁盘上以日志方式缓存从存储节点镜像写的数据,然后在后台进行RAID5冗余计算,提高了活跃数据的可靠性,减轻了冗余计算对写性能的影响.     

AVSS:可适应性虚拟存储系统

设计和实现了一种具有适应能力的虚拟存储系统--AVSS,同时提供存储系统容量虚拟化和性能虚拟化管理.AVSS具有如下特征:1)采用扩展的YFQ算法控制带宽资源分配.实现虚拟设备间的性能隔离和性能保证;2)采用分级结构和动态映射机制灵活有效地管理异构存储资源,为资源按需分配提供基础;3)通过数据访问频度统计和应用动态行为分析指导存储布局重组.测试结果表明了设计的正确性,AVSS能够隔离不同应用避免性能干扰,可以按照应用行为调整存储布局,在提高存储系统性能的同时提高了存储资源的利用率.     

基于虚拟机的透明计算设备子系统设计及实现*

为解决在现有透明计算系统中磁盘等设备的虚拟化,需要对操作系统进行修改才能在端计算机上运行的问题,提出透明计算系统中一种基于虚拟机技术的设备子系统。以Intel VT硬件级虚拟支持和Xen虚拟化技术为基础, 在全虚拟化的虚拟机上运行用户操作系统: 通过运行在管理域用户空间中设备模型的虚拟磁盘和网络驱动,将用户域访问磁盘和网络的I/O请求跨网络地重定向到服务器进行处理, 从而实现端计算机上多操作系统的远程运行。在VT硬件平台和Xen虚拟机监控器上实现了原型系统,验证了该方法的可行性。     

文件支持的Xen存储虚拟化研究

基于文件的虚拟磁盘存储是虚拟机技术实现的重要一环,为了提高虚拟机磁盘读写效率,着重研究了Xen基于文件的磁盘虚拟化,分析利用异步I/O技术提升虚拟机对虚拟磁盘的读写速度,同时阐述了不同格式的虚拟磁盘文件做为虚拟存储设备的优劣。     

浅论服务器虚拟化

0前言将服务器的物理资源,通过虚拟技术变成多台可以相互隔离的虚拟服务器,不受限于物理上的界限,而是让CPU、内存、磁盘、I/O等硬件变成可以动态管理的共享资源。从而提高资源的利用率,简化系统管理,实现服务器整--这就是服务器的虚拟化。1服务器虚拟化的类型虚拟化管理所需的硬件设备为虚拟机监视器,软件是通过虚拟化平台进行管理。虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor)把     

有效容量能翻番

4月下旬获悉.StorageTek公司推出了虚拟磁盘存储系统的硬件及软件升级版本——V2X2共享虚拟阵列(SVA)磁盘存储系统,从而使开放系统环境下的虚拟磁盘有效容量增加了两倍,并增强了报告、快照(SnapShot)和复制方面的性能。V2X2虚拟磁盘的推出,为大型主机及开放系统用户提供了经济有效的解决方案,使客户可以更好地保护、共享并管理信息。 StorageTek公司V2X SVA升级版本包含以下3个特点: 第一,容量增加。该产品使用了希捷公司的73GB高性能磁盘,开放系统用户可以     

Grid VFS中代理管理客户端磁盘缓存的设计与实现

设计并实现了在网格虚拟文件系统Grid VFS客户端采用代理管理磁盘缓存来隐藏网络延迟，提高网格数据利用率。此方法扩展了虚拟化分布式文件系统，提高了对网格资源有效完整的数据访问。在Grid VFS中，客户端代理动态地产生和管理磁盘缓存，每一个未修改的应用程序和OS都能应用，支持write-back策略、文件系统之间缓存的共享以及磁盘缓存的多级化，通过用户级VFS可以完整的集成到网格应用程序和资源中，从而提高了网格数据的访问性能。     

虚拟磁盘服务软件框架设计

虚拟磁盘技术是数据存储虚拟化技术的一个重要组成部分。当前,开发新型虚拟磁盘驱动需要涉及到较多的操作系统内核编程,这对开发人员提出了较高的要求。研究了一种通用的虚拟磁盘服务软件的实现框架,此框架可对操作系统内核提供标准块设备接口,对用户态服务进程提供一组标准服务接口用于实现服务的注册和请求/应答的传递,从而实现了操作系统内核模块的通用性。最后,基于Linux的NBD驱动实现的原型系统验证了工作的实用性。     

面向QEMU的分布式块存储系统的设计与实现

计算系统虚拟化是当前的主流趋势,然而为虚拟机磁盘提供存储的现有后端系统常直接沿袭分布式文件系统的设计,导致一系列虚拟磁盘I/O场景下不必要的开销。提出的COMET系统,是一个面向QEMU的分布式块存储系统。它基于Proactor模式,针对虚拟磁盘I/O特性扬弃文件系统的语义并在数据读写与一致性等方面采用精简合理的设计,尽可能缩短I/O路径,在具备线性扩展能力、高可用性的同时,实现了写时复制的磁盘快照和写时复制的磁盘克隆等创新功能。测试数据表明,COMET在部分I/O场景下拥有足以媲关乃至超越成熟开源系统的性能。     

A disk bandwidth allocation mechanism with priority

Virtualization is a popular technology. Services and applications running on each virtual machine have to compete with each other for limited physical computer or network resources. Each virtual machine has different I/O requirement and special priority. Without proper scheduling resource management, a load surge in a virtual machine may inevitably degrade other’s performance. In addition, each virtual machine may run different kinds of application, which have different disk bandwidth demands and service priorities. When assigning I/O resources, we should deal with each case on demand. In this paper, we propose a dynamic virtual machine disk bandwidth control mechanism in virtualization environment. A Disk Credit Algorithm is introduced to support a fine-gained disk bandwidth allocation mechanism among virtual machines. We can assign disk bandwidth according to each virtual machine’s service priority/weight and its requirement. Related experiments show that the mechanism can improve the VMs’ isolation and guarantee the performance of the specific virtual machine well.     

提高存储资源利用率的存储虚拟化技术研究

随着存储数据的爆炸式增长,存储空间的迫切需求,虚拟存储技术已经广泛应用到存储系统中.根据操作系统中内存管理的虚拟内存机制,将其扩展引入到整个存储系统的管理中,并与传统的存储虚拟化技术相结合,提出了双层次存储虚拟化的结构,实现了逻辑层和虚拟层的双层虚拟,以屏蔽存储设备的异构性,极大提升存储资源利用率.     

云计算架构下的深层次动态资源调配

云计算是当前学术界和工业界都十分关注的热点,被广泛应用于针对海量数据和用户的大规模计算。云计算的特点要求计算机系统能够提供可伸缩的计算能力,而虚拟化技术正是其中的关键层次,在资源管理、服务器整合、提高资源利用率等方面发挥了巨大的作用。通过虚拟化技术,可以实现一个多层次的资源调度机制,以保证高资源利用率和系统性能:首先面向虚拟机的应用特征建立资源预测模型,然后依据预测结果建立资源分配策略,最终通过虚拟机间的资源动态优化技术,实现在同一物理主机或不同物理主机上虚拟机间动态的资源优化使用。这里,不仅要以物理机的宏观资源利用率作为管理依据,更需要关注虚拟机上应用程序在运行过程中的资源需求变化特征,从而为云计算提供一整套的虚拟化资源优化技术及使用方案,从静态部署、动态预测、单机资源动态调配、多机资源动态均衡调度、在线迁移等多个层次为云计算提供全面、有机的支撑。     

面向云计算的数据中心网络体系结构设计

近年来,云计算技术的蓬勃发展为整个IT行业带来了巨大变革.传统数据中心网络拓扑构建方式及网络层控制平面的运行机制存在固化性,已经难以满足新形势下日益增长的高性能及高性价比需求,并且无法支持云环境下更加灵活的按带宽租赁数据中心网络的运营方式.因此,提出了一种通过低造价的可编程交换机来构建具有高连通性的非树状数据中心网络的方式,并设计了可编程交换机与服务器2.5层代理协同工作的基于凸优化的虚拟网络带宽控制管理机制,从而提供足够的灵活性以对资源虚拟化技术提供更好的支持.实验表明,新型体系结构在降低构建成本的同时大幅提高了数据中心网络的吞吐量并提供了更加灵活的网络带宽分配机制.     

改善数字校园虚拟化服务器利用率策略的研究

阐述了虚拟化技术存在的多种实现形式,并就高校数字校园虚拟部署过程中强调要从虚拟化管理软件入手,充分考虑多方面的部署策略,并通过优化管理策略来提高虚拟化服务器的利用率。     

Multimedia resource allocation strategy of wireless sensor networks using distributed heuristic algorithm in cloud computing environment

The virtualized resource allocation (mapping) algorithm is the core issue of network virtualization technology. Universal and excellent resource allocation algorithms not only provide efficient and reliable network resources sharing for systems and users, but also simplify the complexity of resource scheduling and management, improve the utilization of basic resources, balance network load and optimize network performance. Based on the application of wireless sensor network, this paper proposes a wireless sensor network architecture based on cloud computing. The WSN hardware resources are mapped into resources in cloud computing through virtualization technology, and the resource allocation strategy of the network architecture is proposed. The experiment evaluates the performance of the resource allocation strategy. The proposed heuristic algorithm is a distributed algorithm. The complexity of centralized algorithms is high, distributed algorithms can handle problems in parallel, and reduce the time required to get a good solution with limited traffic.

     

基于容器的安全接入虚拟化

面对电力系统中信息网络、互联网边界海量电力物联网终端的访问需求,针对传统安全接入边界各类装置实现方法资源分配不均、兼容性差、扩展性差以及性能瓶颈等问题,提出一种基于容器的安全接入虚拟化模型。该模型采用DPDK高性能数据包处理框架、成熟容器集群管理框架、服务计算节点编排等关键技术,将数据平面与控制平面完全分离,构建独立的数据虚拟化转发平面,并采用SR-IOV技术实现硬件资源的虚拟化和统一调度管理,将安全接入能力服务化。基于该模型的安全接入装置集群具有高性能、高可用、灵活编排、可扩展性强等优势。实验结果表明,该模型方法能够高效合理利用硬件资源,大幅提升电力系统边界安全接入的效率。     

一种基于隐马尔可夫模型的虚拟机失效恢复方法

随着虚拟化技术的发展与普及,越来越多的企业将关键业务系统部署到了虚拟化平台上。虚拟化技术降低了企业的硬件和管理成本,但同时也给系统的可靠性带来了严峻挑战。传统的方法通过运行时系统状态备份的方法来提高系统的失效恢复能力,但该方法会引入了巨大的系统开销。提出了一种基于隐马尔可夫模型的系统失效恢复性能优化方法。通过对系统运行时状态的预测分析,计算系统未来运行状态的概率趋势,并在运行过程中动态调整系统失效恢复功能与正常业务功能之间的资源分配,从而降低了系统的运行时性能开销,提高了业务系统服务能力。实验分析显示,该方法可以在保障系统可靠性的同时有效地降低系统的性能开销,在系统运行状态稳定的情况下,最高可以降低2/3的系统响应时间。     

Virtual machine consolidation based on interference modeling

Server consolidation is very attractive for cloud computing platforms to improve energy efficiency and resource utilization. Advances in multi-core processors and virtualization technologies have enabled many workloads to be consolidated in a physical server. However, current virtualization technologies do not ensure performance isolation among guest virtual machines, which results in degraded performance due to contention in shared resources along with violation of service level agreement (SLA) of the cloud service. In that sense, minimizing performance interference among co-located virtual machines is the key factor of successful server consolidation policy in the cloud computing platforms. In this work, we propose a performance model that considers interferences in the shared last-level cache and memory bus. Our performance interference model can estimate how much an application will hurt others and how much an application will suffer from others. We also present a virtual machine consolidation method called swim which is based on our interference model. Experimental results show that the average performance degradation ratio by swim is comparable to the optimal allocation.