实现多个KVM虚拟机通信的串口转发器方法

在一个平台上利用KVM虚拟机可以运行多个操作系统,有效地利用硬件资源。串口是一个独享设备,如何让多个虚拟机都能够使用串口设备,文中提出了一种串口转发器的设计和实现方法。该方法实现了通过一个串口设备连接、调试多个虚拟机的功能。该方法利用管道通信和输入/输出重定向机制使得多个KVM虚拟机可通过一个物理串口进行通信,每个KVM虚拟机通信时都能独享这个串口设备,实际应用表明这种方法使用方便、通信性能可靠。未来在高性能服务器上将更多地使用KVM虚拟机运行多个操作系统,使用该串口转发器可方便地解决调试多个虚拟机系统的问题。     

虚拟机网络通讯优化研究

针对于同一物理节点上的不同虚拟机之间网络网络通信的特点,本文提出并实现了一种基于内存共享的KVM虚拟机网络通信的方法,该方法能提高KVM网络I/O的吞吐量。     

高能物理计算环境中KVM虚拟机的性能优化与应用

高能物理是典型的高性能计算的应用,对CPU计算能力要求很高,并且CPU利用率的高低直接影响高能物理的计算效率.虚拟化技术在实现资源共享和资源高利用率方面表现出很大的优势.基于KVM(Kernel-based Vir-tual Machine)虚拟机进行性能测试和性能优化.首先对KVM虚拟机的处理器、磁盘IO和网络IO等参数进行测试,给出虚拟机和物理机的性能差异和定量分析,然后从KVM虚拟机架构上分析影响KVM性能的各种因素,从硬件级、内核级对影响性能的因素包括扩展页表EPT(Extented Page Table)和CPU的亲和性(CPU affinity)展开研究,以对KVM进行性能优化.优化结果表明,KVM的CPU性能的损失率可以降低至3％左右.最后,给出了高能物理计算的虚拟集群,结果显示虚拟机群的计算性能能够满足高能物理计算的需求.     

Kernel虚拟机的3D图形加速方法

针对当前Kernel虚拟机(KVM)中3D图形硬件加速不完善的现状,提出一种支持OpenGL加速的改进方法。把提供虚拟机3D应用程序加速的开源虚拟机图形库运行在KVM上,使其支持应用程序OpenGL图形加速,并通过对VMGL框架和功能的改进,使得宿主机渲染后的图像结果回显到KVM上,实现虚拟机上的图形加速。     

面向云计算的虚拟机动态迁移框架

根据云计算平台的特点,提出一种新型虚拟机动态迁移框架,并在Xen和KVM这2种典型的开源虚拟机监控器基础上,实现原型系统。测试结果表明,在不同类型计算资源的环境下,该动态迁移框架具有良好的性能,能够对动态迁移进行实时控制,从而满足服务等级协议的要求。     

基于KVM虚拟桌面的透明消息通道设计

云管理平台和虚拟机终端用户间的通信一般采用代理软件或插件,便捷性和抗干扰能力较低。针对该问题,利用基于内核的虚拟机(KVM)虚拟桌面,提出一种云服务提供节点(虚拟机所在物理主机)和虚拟机终端用户之间双向交互的透明消息通道设计方案。在云管理平台中建立消息控制端,用于接收和处理服务节点发往虚拟机终端用户的消息,并将消息转换为图像,使图像内容以位图像素数据格式的方式读出到特定文件中,作为消息发送模块的消息来源。通过修改KVM虚拟化平台中Qemu-KVM集成的VNC Server端源码,在源码中添加消息发送模块和反馈接收模块,将消息集成融入到虚拟机桌面图像中,并对VNC Client远程终端反馈的消息进行处理,从而得到一条对虚拟机自身系统透明的,可在云平台和终端用户间双向交互的消息通道。实验结果验证了该设计方案的可行性。     

支持随机服务请求的云虚拟机按需物理资源分配方法

本文针对云平台按负载峰值需求配置处理机资源、提供单一的服务应用和资源需求动态变化导致资源利用率低下的问题,采用云虚拟机中心来同时提供多种服务应用.利用灰色波形预测算法对未来时间段内到达虚拟机的服务请求量进行预测,给出兼顾资源需求和服务优先等级的虚拟机服务效用函数,以最大化物理机的服务效用值为目标,为物理机内的各虚拟机动态配置物理资源.通过同类虚拟机间的全局负载均衡和多次物理机内各虚拟机的物理资源再分配,进一步增加服务请求量较大的相应类型的虚拟机的物理资源分配量.最后,给出了虚拟机中心基于灰色波形预测的按需资源分配算法ODRGWF.模拟实验表明所提算法能够有效提高云平台中处理机的资源利用率,对提高用户请求完成率以及服务质量都具有实际意义.     

发现Linux KVM

KVM模块实现了内核级别的虚拟机功能,配合以前的qemu虚拟机程序,实现了高速的虚拟计算机。可以说,KVM在vmware和xen的鹬蚌相争中,渔翁得利。     

Docker容器化下的遥感算法程序集成方法

目的 近年来，随着我国遥感技术的快速发展，遥感数据呈现出大数据的特点，遥感数据的时效性增强，针对新环境下遥感算法编程语言众多，程序运行和部署环境需求多样，程序的集成和部署困难的问题，提出了一种遥感算法程序快速封装与Docker容器化系统集成架构。方法 该系统架构主要包括：1）遥感算法程序的镜像自动化封装制作；2）镜像的分发管理，达到算法程序镜像的共享；3）遥感信息产品生产流程的容器化编排服务，将相关联的算法程序镜像串联，以满足特定遥感信息产品的生产；4）容器的调度运行，调用镜像，实现特定遥感产品的容器化运行。本文在上述容器化系统集成架构下，以Landsat5数据的NDVI、NDWI信息产品的生产作为容器化生产实例，并同物理机、KVM （kernel-based virtual machine）虚拟机在运行时间、内存占用量、部署效率等性能进行了对比。结果 Docker容器虚拟化环境下的产品生产和物理机环境下在运行时间和内存占用量上几无差别，优于KVM虚拟机。Docker容器虚拟化环境和KVM虚拟机环境下在部署上能够节省大量时间，相比于物理机环境能够提高部署效率。结论 容器化的系统集成方式能够有效解决遥感算法程序集成和部署困难的问题，有利于遥感算法程序的复用和流程的共享，提高系统集成效率，具备较强的遥感数据实时快速处理能力。     

即时编译器中的代码消极生成机制

提出一种应用于即时编译器中的代码生成优化技术——代码消极生成机制,结合Intel微处理器研究院的XORP虚拟机对该项技术进行了阐述。介绍了XORP中实现的其他轻量级优化算法,并采用EEMBC对不同虚拟机和不同优化进行了科学评估。采用该项技术的XORP虚拟机的运行速度为KVM的15倍以上,超过其他商用高性能虚拟机。     

基于Proteus虚拟环境单片机与PC串口通信

Proteus虚拟环境提供的COMPIM组件,可用来设置单片机串口通信协议,使虚拟环境与实际PC通信成为可能。对于没有物理串口的PC机,可借助VSPD虚拟串口软件构建PC虚拟串口,仅用一台PC机就可实现单片机系统与PC串口通信。根据单片机串口通信的特点,提出了单片机与PC串口通信的结构模型,即应用层、数据链路层和物理层三层结构,探讨了串口通信结构模型与通信方式之间的关系。在Proteus环境中以虚拟串口为例,设计了硬件电路和通信程序、给出了串口通信程序流程图,在一台PC机上实现了单片机与PC串口通信。     

KVM虚拟化技术中处理器隔离的实现

KVM是基于Intel VT技术并结合QEMU来提供设备虚拟化的虚拟机。通过分析和研究KVM虚拟机的创建、运行机制,从进程控制的角度对KVM虚拟机进行隔离,实现了KVM虚拟机在创建、运行时都保持在指定的核上运行,达到最大化利用处理器资源的目的。     

Virtio network paravirtualization driver: Implementation and performance of a de-facto standard

One of the techniques used to improve I/O performance of virtual machines is paravirtualization. Paravirtualized devices are intended to reduce the performance overhead on full virtualization where all hardware devices are emulated. The interface of a paravirtualized device is not identical to that of the underlying hardware. The OS of the virtual guest machine must be ported in order to use a paravirtualized device. In this paper, the network virtualization done by the Kernel-based Virtual Machine (KVM) is described. The KVM model is different from other Virtual Machines Monitors (VMMs) because the KVM is a Linux kernel model and it depends on hardware support. In this work, the overhead of using such virtual networks is been measured. A paravirtualized model by using the virtio [38] network driver is described, and some performance results of web benchmark on the two models are presented.     

基于模拟串行端口的虚拟设备通信技术研究

MBSE是复杂系统设计的重要范式,尤其对于大型嵌入式系统设计具有重大意义；但在MBSE的虚拟验证环节,针对节点的串行端口的互联通信仍缺乏有效灵活的手段；为解决该问题,提出了一种基于Linux系统内核驱动的串行端口模拟方式,实现了基于模拟串行端口的多虚拟设备间的通信技术；分析了标准串行端口的内核驱动架构,进行规范的驱动设计,构建模拟串行端口,以模拟设备替代真实硬件设备；实验验证了模拟的串行端口的功能可用性,且具备平均456.98Mbps的最大传输速率,满足物理串行端口的速率范围要求；利用该模拟串行端口,实现了虚拟设备间的双向串行通信实验,能够支持嵌入式子系统间串行通信模拟的需要。     

基于虚拟化的系统安全增强及显卡透传研究

针对个人终端操作系统安全问题,提出一种基于系统虚拟化技术的操作系统安全增强模型,研究提高该模型下KVM虚拟机显示性能的显卡透传技术。实验结果表明,显卡透传技术能够克服虚拟机客户操作系统的显示性能缺陷,使得客户机操作系统能够像真实操作系统一样满足图形显示与处理的应用,适用于终端安全领域。