实时虚拟化环境中的负载均衡与准入控制算法

虚拟化技术在实时嵌入式系统中的应用日趋广泛,但是目前虚拟化环境中常见的调度与负载均衡算法并不适用于硬实时系统中。为满足多核平台上虚拟化环境中对实时任务的支持,通过对Xen虚拟化环境中的SEDF调度算法进行改进,提供了一种在多核硬件平台下虚拟化环境中的准入控制与负载均衡算法。该算法能够保证每个处理器核上的工作量不会超载,并保证每个虚拟机中任务的实时性及其服务质量。算法实现较为简单、运行时开销较小。     

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。     

Trochilidae:面向众核平台的高性能轻量级虚拟机监控器

虚拟化技术在云计算中广泛应用。传统虚拟化技术对操作系统的一些操作都进行了捕捉与封装,使其越来越复杂,同时也影响了操作系统的性能。针对众核平台的发展趋势和特点,面向众核平台设计并实现了一个轻量级的高性能虚拟机监控器——蜂鸟(Trochilidae)。多操作系统可以同时运行在此虚拟机监控器之上,同时对操作系统性能无损失。在提供传统虚拟机监控器功能的基础上,蜂鸟的代码量仅4000行左右(包括汇编与C代码),降低了系统的复杂度,便于系统的维护与调试。     

多核平台下应用程序的动态优化

动态优化是计算系统虚拟化的重要支撑技术之一。与虚拟化技术一样,多核时代的到来同样给动态优化机制的发展带来了新的机遇。通过对Dynamo、Pin、Jrpm等典型动态优化和插桩系统的分析总结出传统动态优化机制在多核平台下面临的问题与挑战,探讨了多核平台下可能的动态优化系统框架以及必须解决的关键问题。     

旧金山的造梦工厂

谈到虚拟化,马上就会想到需要强大的硬件支持,因为虚拟化技术需要在操作系统和物理硬件之间添加一个虚拟硬件层,会增加操作系统运行的开销。在像手机这些计算性能较差的硬件平台实现虚拟化,一直都是一个挑战。从VMworld Europe 2009传来的消息,VMware企业桌面平台及方案部门主管 JerryChen在会上现场演示了公司的移动虚拟化平台（MVP）,     

基于多核平台的多线程动态优化框架

动态优化是计算系统虚拟化的重要支撑技术之一.本文通过对DynamoRIO、Jrpm等单核平台上典型动态优化系统的分析,总结出传统动态优化机制在多核平台下面临的问题与挑战,据此提出一种面向多核平台的多线程动态优化框架,分析其组织结构和工作原理,并通过实验验证了该框架的可行性.     

多核平台下分区操作系统的安全关键任务调度方法

多核环境中并发、资源共享和任务迁移等特性,导致分区操作系统的安全关键任务调度存在较大的不确定性。为此,提出一种针对多核平台分区操作系统的安全关键任务调度方法。判断系统是否包含安全关键任务并将其分为关键分区和非关键分区。在系统层通过资源划分的方式确保关键分区的独立运行,根据分区利用率确定最小资源上限,在保证安全关键任务调度可靠性的同时,提高系统的资源利用率。在分区层设计基于动态优先级的双模容错任务调度算法和基于二分搜索的最小任务优先级搜索算法,以提升系统的容错能力。实验结果表明,该方法能够提高分区操作系统的资源利用率和任务调度可靠性。     

基于SOA的计算系统可靠性优化方案

针对传统的复杂计算系统面临的各种可靠性问题.总结了虚拟化技术在增强系统可靠性方面的优势,并将SOA体系结构的松散耦合、平台无关性等特点有机的结合,提出一种增强计算系统可靠性的系统架构--面向服务的虚拟化SOV(service oriented virtual-ization).对SOV系统在遭受可能的各种可靠性威胁分析归纳,然后运用虚拟化技术和体系结构的各种机制克服底层硬件故障、虚拟基础设施层运行错误、操作系统和应用服务程序运行错误、遭受攻击引起的故障等问题,综合增强系统的可靠性.     

英特尔硬件辅助虚拟化(VT)技术:开创普遍虚拟化计算时代

虚拟化:概念与优势所谓虚拟化,是指将单台电脑软件环境分割为多个独立分区, 每个分区均可以按照需要模拟电脑的一项技术。它的技术实质是通过中间层次实现计算资源的管理和再分配,使资源利用实现最大化。虚拟化分区带来的最大好处是使同一个物理平台能够同时运行多个同类或不同类的操作系统,以分别作为不同业务和应用的支撑平台。分区使得应用之间能够更好地隔离,通过把不同的应用安装到不同的分区上,可以避免在同一个系统运行多个应用时相互影响。     

基于VMM层系统调用分析的软件完整性验证

在虚拟化云计算平台中,如何保证其上运行软件的可信性是云平台广泛应用的关键.完整性测量与验证技术是保证软件系统可信性的一种主要方法.然而,现有的软件完整性验证系统大多需要修改操作系统内核,很难为大规模虚拟机环境中的众多异构系统提供一致解决方案,且无法抵御内核级恶意攻击.针对当前方法在兼容性、安全性以及可管理性上存在的问题,设计并实现了一种在VMM层基于系统调用分析技术来验证软件完整性的方法VMGuard.它通过截获客户操作系统中的系统调用来识别软件加载,并基于系统调用关联性分析和虚拟机文件系统元数据重构技术来验证客户操作系统中软件的完整性.在Qemu和KVM两种主流虚拟化平台上实现了VMGuard,并通过实验评测VMGuard的有效性和性能.实验结果表明,VMGuard能够有效验证客户操作系统中软件的完整性,且性能开销在10%以内.     

多核虚拟机监控系统

随着多核处理器时代的到来,虚拟化技术被广泛使用,而多核虚拟机就是其中一种.目前多核虚拟机监控一般都是采用硬件虚拟化的技术,即通过虚拟化技术虚拟出多个串口来达到监控目的.给出一种基于系统级共享内存的多核虚拟化监控系统方案,并提供了完整的设计与实现方案.     

On the effectiveness of Linux containers for network virtualization

This paper presents a novel approach to the study of multi-technological networks based on Linux containers and software emulators. We illustrate the architecture and implementation issues of a modular and flexible testbed (NetBoxIT) that supports the virtualization and the concurrent, real-time execution of several independent emulators on a single, multi-core hardware platform. Distinct virtual networks can be instantiated, and connected to synthesize heterogeneous networks configurations. NetBoxIT is also an open platform, which can be interfaced with external networks and nodes, enabling the evaluation of true users’ applications and protocols. We examine its performance under different viewpoints (scalability, computational load, timing overheads, and realism) and we show how the proposed testbed architecture leads to a general-purpose, reliable, and economical tool for assessing multipart networks with respect to real-world applications. Moreover, we discuss which are the current and future technologies that can be introduced to reduce the testbed timing overheads and to further improve performance.     

龙芯3号处理器多核虚拟化技术

MIPS 处理器是精简指令集（RISC）处理器中的一个重要代表,通常应用于嵌入式系统中.近年来,随着MIPS处理器性能的大幅度提升,其应用渐渐扩展到了高性能服务器领域.龙芯3号处理器是MIPS架构的典型代表.在目前的服务器研究领域中,多核技术是一项重要的技术指标,而虚拟化技术是另一项重要的技术指标.当前,虽然虚拟化技术得到了快速发展,但是龙芯3号处理器上的虚拟化技术却鲜有成果.基于龙芯3号处理器的多核虚拟化技术面临许多问题,虚拟多核架构结构复杂、核间通信方式难以模拟等都会为龙芯3号处理器上的多核虚拟化带来困难.分析了多核龙芯3号处理器的硬件结构以及物理多核的核间中断通信方式,在此基础上介绍了龙芯3号处理器上多核虚拟化关键技术.主要在多核处理器虚拟化总体架构设计、虚拟多核结构设计以及虚拟多核的核间通信方式等方面进行了讨论.实验的结果表明,在龙芯3号处理器上,该多核虚拟化方法具有良好的效果.     

基于TBB的二维DCT并行化设计

线程构造块(TBB)能简化并行化设计,支持高效地实现多核并行功能.给出面向多核计算的二维DCT的并行化方法,并利用TBB平台实现;针对高耗时的余弦计算,利用查表和分块计算措施进行优化,并探讨粒度设置方法.在多核环境中的实验结果表明,优化后的并行化方法能有效改善执行性能,获得较好的加速比,且具备可扩展性.     

利用廉价计算机实现大规模数据处理的技术研究与实现

将虚拟化和Hadoop等云计算技术引入大规模数据处理过程中,提出采用大量廉价计算机建成具有低成本、高效率、高可靠性和高伸缩性的计算机集群的方法,并创建对应的系统框架模型。通过搭建计算平台,验证了利用廉价计算机实现大规模数据处理技术的可行性。     

多核处理器YHFT-QDSP的调试系统

YHFT-QDSP是一款多核处理器。为满足其并发调试和实时调试的需要,在原有单核调试系统的基础上设计实现了多核同步调试系统和片上实时追踪系统（片上Trace）。多核同步调试提供了命令广播和断点同步触发等并发程序协同调试的功能;片上Trace通过专用硬件记录程序执行路径和数据读写等信息实现非入侵实时调试。本文从原理、结构和
软硬件实现等方面介绍了该调试系统。     

多核系统动态温度管理TAPE策略的形式化验证

多核系统中,分布式DTM策略因其良好的可扩展性得到了广泛应用。在 部署分布式DTM策略前,必须验证其可靠性。为了克服传统分析方法的局限,模型检测技术被应用于分布式DTM策略的分析中。提出使用统计模型检测技术来验证多核系统中分布式DTM策略(以TAPE策略为例)的方案。使用UPPAAL SMC对TAPE策略的验证证明了TAPE策略的安全性、有效性、活性以及稳定性,从而验证DTM策略方案的可靠性。