申威架构下的虚拟机访存特征提取方法

虚拟化技术是云服务的重要支柱之一,虚拟化充分扩展了物理资源的灵活性,提升了物理资源的利用率。随着国家信息化水平的发展,云服务器核心技术自主可控、安全高效的要求不断提高。近年来,作为国产服务器的典型代表,申威架构服务器的功能不断完善。提出了申威架构上的虚拟机访存特征提取方法,充分利用了申威架构独特优势,实时测算虚拟机的内存缺失率曲线,并最终计算工作集大小,同时利用热页集机制大幅度减少页面追踪的性能开销。实验结果表明,该方法可以准确计算虚拟机工作集大小,平均误差低于3%,平均性能开销不高于8.3%。本工作为申威虚拟机内存动态分配提供条件,最终目标是提高申威云服务器整体性能和内存利用率。     

基于快速上下文切换扩展的快速地址空间切换

在传统的x86处理器上进行地址空间切换通常需要清空TLB和cache,导致内核时间大量消耗。通过启用ARM920T嵌入式处理器上的快速上下文切换扩展机制,使每个进程地址空间中的低端32 MB可以被硬件重定向到该进程标志符指定的一段虚拟地址空间。该虚拟地址空间互不重叠,使得在进程切换时TLB和cache中的地址信息保持有效,消除了不必要的TLB和cache清空操作,提高了嵌入式系统的性能。     

VM内部隔离驱动程序的可靠性架构

利用虚拟化技术来整合资源已成为高性能服务器提高资源利用率的重要手段,虚拟化技术的可靠性对于高性能服务器所提供服务的质量至关重要.然而,驱动故障严重影响了虚拟机中操作系统的可靠性,也同样影响到整个服务器的可靠性.为此,提出一种在虚拟机内部通过隔离故障驱动程序来提高虚拟机可靠性的架构,该架构通过监视驱动程序所使用的内存信息来建立驱动可写权限的授权表,并在虚拟机监视器中设置虚拟机内核空间对应影子页表的写保护来捕获虚拟机的写操作,进而结合授权表判断被隔离驱动程序写操作的正确性.目前,该架构能够在无需修改驱动程序的情况下,在虚拟机内部实现对驱动程序的隔离.实验结果表明：该架构可以隔离84.63%的注入故障造成的系统崩溃失效,并且对于驱动性能的影响小于20%,提高了虚拟化环境的可靠性.     

μC/OS-II虚拟化设计与实现

针对OKL4设计一种高性能、高安全性的嵌入式虚拟机模型,在该模型的基础上,从处理器和内存2个方面提出实时操作系统μC/OS-II在OKL4上的虚拟化方案,给出虚拟化硬件抽象层的构造过程及μC/OS-II在虚拟化硬件抽象层上的移植方法。在Hi3611智能手机开发板上的测试结果验证了该虚拟化方案的正确性。     

基于虚拟化内存隔离的Rowhammer攻击防护机制

随着虚拟化技术的发展与云计算的流行,虚拟化环境下的安全防护问题一直受到广泛的关注。最近的Rowhammer攻击打破了人们对于硬件的信赖,同时基于Rowhammer攻击的各种攻击方式已经威胁到了虚拟化环境下的虚拟机监视器以及其他虚拟机的安全。目前业界已有的对Rowhammer攻击的防御机制或者局限于修改物理硬件,或者无法很好的部署在虚拟化环境下。本文提出一种方案,该方案实现了一套在虚拟机监视器层面的Rowhammer感知的内存分配机制,能够在虚拟机监视器层面以虚拟机的粒度进行Rowhammer攻击的隔离防护。测试表明,该方案能够在不修改硬件,以及引入较小的性能开销（小于6%的运行时开销和小于0.1%的内存开销）的前提下,成功阻止从虚拟机到虚拟机监视器以及跨虚拟机的Rowhammer攻击。     

基于EPT的内存虚拟化研究与实现

为降低虚拟机监控器在内存虚拟化方面的开销,提高内存虚拟化性能,分析了两种的内存虚拟化机制,着重对基于Intel扩展页表的内存虚拟化机制进行了研究,分析了基于展页表的两种内存虚拟化方案优劣,并进一步分析了影响内存虚拟化性能的因素.针对扩展页表页故障,提出了页池的动态内存分配方案.内存虚拟化实现表明,采用扩展页表实现内存虚拟化能简化了设计流程,有效地提高了内存虚拟化性能.     

基于微内核的虚拟机间通信加速方法

基于微内核的虚拟化架构相较于传统的宏内核虚拟化架构,具有可信计算基小,易于完全形式化验证的特点.然而,在基于微内核的虚拟化架构中,即使在同一物理机上运行的不同虚拟机,虚拟机间通信仍需要通过调用网卡驱动传输数据,通信效率低.针对以上问题,提出了一种同一物理机上不同虚拟机间的通信加速方法,通过在网络服务中加入通信数据选择模块和转发模块,使得虚拟机间数据的传输可以直接在内存中完成.实验表明,可以有效提高虚拟机间的通信效率.     

基于T2080处理器平台的虚拟机管理器设计

随着嵌入式计算机技术的发展，计算资源越来越丰富并提供硬件辅助虚拟化支持能力。为了提升计算效能，通过虚拟化技术实现在一个嵌入式计算机中集成多种异构系统应用，从而降低系统成本，但会带来安全隔离、不同应用的竞争冲突、数据安全、实时性保障等问题。虚拟机管理器借助硬件辅助虚拟化技术，在软件层构建多个资源深度隔离的虚拟机，由操作系统管理虚拟机内的硬件资源、软件资源及应用。本文在T2080处理器平台上设计了虚拟机管理器，实现了处理器核虚拟化、内存虚拟化、设备虚拟化，提供虚拟机管理和安全隔离能力。     

Hypervisor中内存回收技术的改进

虚拟化是云计算的关键技术. Hypervisor在虚拟机与主机硬件之间提供了一个抽象层,允许用户为运行着的虚拟机分配的内存总值超过主机的可用内存,这种技术称为内存过量分配. 为了能够降低这个技术对虚拟机性能的影响,hypervisor必须提供高效率的内存回收机制. 在本论文中,作者提出了一种解决方案：使用非易失性内存作为hypervisor交换页面数据的缓存设备. 作者从系统内存中划分出空间模拟了非易失性内存设备,修改了KVM模块中的算法,并制定了五种测试环境. 通过实验数据证明,相比现有的Ballooning技术与Hypervisor swapping技术,使用非易失性内存并配合低优先级队列算法时,虚拟机性能可提高30%和50%左右.     

seL4微内核架构的嵌入式虚拟化技术研究

随着嵌入式硬件技术水平的提升以及嵌入式应用的普及,用户对嵌入式系统可以提供的服务能力与质量水平提出了更高的要求.出于对成本和可靠性方面的考虑,开发者希望可以在同一硬件平台上同时运行多个互不影响的执行环境.本文提出了一种基于seL4微内核架构的嵌入式虚拟化技术,以Chcore微内核为基础,充分利用ARM硬件辅助虚拟化支持,设计并实现了基于能力调用机制的嵌入式虚拟机管理器.测试结果表明,该虚拟机管理器在处理器利用率、虚拟机调度、中断异常处理等方面性能良好,可以满足用户的常用应用需求.     

部署虚拟化前需要思考的几个问题

服务器虚拟化最近已经成为人们关注的一个焦点。了解虚拟化的应用特点,以及认识部署虚拟化前应该考虑到的问题,可以避免用户因认识错误引起的盲目投资,时实施虚拟化技术具有十分重要的意义。     

部署虚拟化前需要思考的几个问题

服务器虚拟化最近已经成为人们关注的一个焦点。了解虚拟化的应用特点,以及认识部署虚拟化前应该考虑到的问题,可以避免用户因认识错误引起的盲目投资,对实施虚拟化技术具有十分重要的意义。     

两级存储虚拟化模型

通过分析比较带内和带外存储虚拟化的优缺点,提出融合两种方式的新的存储虚拟化模型.该模型分别在块级和文件系统级两层都实现存储虚拟化.     

云计算平台中的虚拟化技术与安全机制

随着云计算的普及,其安全问题变得越来越重要。本文通过研究存储虚拟化和网络虚拟化技术,设计并部署了一个弹性和安全的虚拟化集群。该集群利用虚拟化技术把云计算用户空间在逻辑上相互隔离,有效地解决了共享性和安全性之间的矛盾。该集群也具有良好的可扩展性、高可用性和较低的成本。     

虚拟化技术在高校信息化建设中的应用

高校信息化建设发展迅速,已成为高校教学、科研、管理和服务的基础设施。在介绍虚拟化技术的基础上,结合高校信息化建设的要求,提出了多种基于虚拟化技术的应用架构。     

基于EVMS的SAN存储虚拟化模型

本文介绍上海交通大学金桥网络工程中心在开发存储局域网(SAN，Storage Area Network)，引入企业卷管理系统(EVMS，Enterprise Volume Management System)实现SAN系统中各个存储子系统组织管理和提供统一的存储管理视图的模型。主要介绍了EVMS的体系结构，然后阐述了SAN存储虚拟化的几种实现，最后提出了EVMS在SAN系统中实现虚拟存储的可行性和应用模型。     

基于Citrix XenApp的高校校园网应用虚拟化设计及研究

针对高校校园网络环境下传统计算机应用软件使用和管理中存在的问题,分析了虚拟化及应用虚拟化技术的原理,比较了当前较为成熟的各种技术,设计出基于Citrix XenApp的高校校园网应用虚拟化系统解决方案,重点解决了校园网中软件安装、软件兼容性、软件升级、软件安全性等问题,并研究了应用虚拟化技术优势及其使用过程中应注意的硬件兼容性、应用软件授权等问题。应用虚拟化可以较好地解决目前校园网中软件管理及使用中所面临的大多数问题。     

带外架构下的存储性能虚拟化

介绍了一个带外存储性能虚拟化系统SuperStore，它利用反馈控制的适应性方法，自动实现存储系统对多台主机的有差别服务；能根据系统负载变化快速调整控制策略；在主机竞争磁盘的情况下能显著改善磁盘的总体性能．实验表明，Super—Store带来的额外开销仅为约6‰；在两台主机的4k大小顺序写数据流竞争单块磁盘的情况下，SuperStore相比普通带外存储虚拟化系统可以使磁盘的带宽改善多达9倍．     

浅谈“虚拟化”技术

该文对当前流行的虚拟化技术作了简单介绍。同时,对虚拟化技术中应用最广泛的服务器虚拟化技术原理作了深入的阐述。使大家对服务器虚拟化过程中的具体技术有一定的了解,对服务器虚拟化所带的益处及虚拟化的必要性进行了说明。     

存储虚拟化在石油物探的应用

随着石油物探向高密度单点、高精度、高分辨率地震技术方向发展,地震资料处理和解释领域正面临着数据存储挑战。要满足存储资源的统一集中管理、异构平台的地震数据共享、提升存储系统的利用率、I/O动态负载均衡等需求,提出了存储设备级与存储网络级结合的存储虚拟化思想,设计了一种实现方案,对地震资料处理与解释中的存储系统进行了逻辑卷级和文件系统级虚拟化,并对其优越性进行了分析与验证。