支持多应用的桌面网格关键技术研究

针对基于多应用的计算需求及桌面网格设计中的主要技术问题,设计了桌面网格架构六层模型,并介绍了关键技术以及具体的实现方法,目的是解决在设计桌面网格架构时所面临的应用部署慢、整合异构计算资源难、作业调度模型少及扩展性差等问题,具体的实现方法包括采用多种通信模块,能够整合不同的计算资源访问系统;通过使用代理作业模块实现作业实例的转换的方法;采用文件系统及镜像服务,实现面向不同应用的作业环境及镜像需求;基于虚拟化技术实现异构计算资源的整合;针对不同应用类型的差异性,开发了通用控制程序组件;面向不同应用类型需求,实现的多种调度模型。基于这些方法实现了支持多应用的桌面网格系统,分析测试结果表明,这些方法可行并具备通用性。     

应用于JUNO实验的容器技术研究

江门中微子实验(JUNO)是以测定中微子质量顺序、精确测量中微子混合参数为主要目的的一项物理科学前沿研究实验,其实验规模庞大,数据处理流程繁杂,需借助统一高效的离线计算平台对数据进行分析处理。为此,利用Docker容器分层的镜像技术将JUNO实验所需的环境依赖库打包在镜像文件中,为其制定针对不同操作系统作业的容器镜像,并将不同JUNO容器作业提交至作业调度器上运行,以实现资源共享。对物理机、容器、虚拟机3种平台的CPU性能、I/O性能及JUNO作业的实际运行效果进行对比测试,结果表明,Docker容器能够胜任JUNO离线数据处理,相比虚拟机具有更小的性能损耗。     

面向应用的虚拟桌面网格架构

针对桌面网格中出现的应用部署难、作业结果差异大、系统可扩展性差等问题,基于虚拟化技术提出一种桌面网格架构。利用虚化技术的隔离性和封装性,通过面向应用的作业调度策略以及有限生命周期的虚拟机控制方式,实现一个易于扩展且易于部署的桌面网格架构。分析及测试结果表明,该架构适用于大规模应用场景,架构中所采用的面向应用的调度策略以及虚拟机控制方式是有效可行的。     

基于自动测试的虚拟机磁盘I/O服务质量评估框架

通过系统虚拟化技术在同一物理主机上的各个虚拟机之间动态地分配物理资源,可以实现物理资源的最大利用率和分配的公平性,达到较高的服务质量.提出了一种基于测试和汇总同一物理主机上各虚拟机之间物理磁盘I/O带宽的分配情况,来评估虚拟机磁盘I/O服务质量的框架.它通过客户端控制各虚拟机执行指定的I/O测试程序,同步收集各虚拟机的虚拟磁盘吞吐量,并加以汇总.实验证明这套框架可以有效地从高效性和公平性两方面评估虚拟化环境中虚拟机磁盘I/O的服务质量.     

基于微内核的虚拟机I/O安全机制

NOVA等微内核虚拟化架构解决了宏内核平台可信计算基体积和攻击面过大的问题, 但其仍缺乏虚拟机分等级保护和I/O资源访问控制等安全机制. 本文提出了安全域的概念, 并将虚拟机划分至不同的安全域, 进而建立可定制的I/O资源访问控制机制. 通过将访问控制模块添加至I/O资源访问的关键代码路径, 实现了不同安全域的I/O资源访问控制. 实验表明, 该机制提高了数据的隔离性与安全性, 仅对计算密集型、I/O密集型任务造成了较小的性能损耗.     

桌面虚拟化环境下的交互式性能优化

硬件辅助虚拟化的提出,极大地提高了全虚拟化的性能。但是全虚拟化下类似网络教室等桌面虚拟化应用,在交互式性能方面还存在较大局限。交互式性能主要受I/O性能的影响:一方面I/O设备属于慢速设备;另一方面全虚拟化中采用模拟方式来共享设备。对全虚拟化的交互式性能进行了改进,充分利用多核处理器的物理特征来部署配置虚拟机,根据用户行为动态调整虚拟机的使用资源,依据虚拟化特征进行I/O调度的优化。最后,通过评测实验证明了改进方案的有效性。     

产品新闻发布

安捷伦PCI Express 2．0测试平台现可支持I／O虚拟化及动态链路带宽配置本刊讯：安捷伦科技(NYSE：A)日前宣布,推出用于E2960B系列协议分析仪和LTSSM练习器解决方案的最新软件。该软件包支持PCI-SIG单根I／O虚拟化(SR-IOV)和多根I／O虚拟化(MR-IOV)标准,并且是构建在PCI Express(PCIe)协议栈上,因此,它能够在一般的硬件平台上运行多个系统镜像。针对动态链路带宽配置,安捷伦已在其LTSSM测试仪和练习器中增加了新的测试,来确认设备在什么时候需要增加链路带宽,什么时候需要降低链路带宽。在针对PCIe的安捷伦协议分析仪中,通过安捷伦新推出的软件可     

一种虚拟桌面容量评测系统

该文设计了一种虚拟桌面容量评测系统。在虚拟机中运行工作负载,对指定操作的响应时间和性能数据进行周期性采样。通过指定操作的响应时间来计算平均响应时间,确定基准响应时间和阈值响应时间;绘制响应时间曲线图、虚拟机资源使用监控图和主机资源使用监控图,通过对比平均响应时间与阈值响应时间,评测虚拟桌面容量,通过资源使用情况判断环境运行情况,辅助评测虚拟桌面容量,并能够定位性能瓶颈。     

一种动态优先级排序的虚拟机I/O调度算法

I/O任务调度是影响I/O密集型虚拟机性能的重要因素。现有调度方法主要是针对虚拟机整机I/O带宽的优化,较少兼顾各虚拟域与全局性能,也无法满足域间差异化服务的要求。针对现有方法的不足,提出了一种动态优先级排序的虚拟机I/O调度算法DPS。该算法基于多属性决策理论,以离差最大化方法计算I/O任务的优先级评估属性权重,对I/O任务优先级进行综合评估;通过引入任务所在虚拟域价值,体现云计算环境下虚拟域重要性差异。在Xen系统中通过实验评测DPS调度虚拟化网卡的性能,结果表明,DPS能够有效提高指定域与全局的I/O任务截止期保证率、整机I/O带宽,并能为不同虚拟域的I/O应用提供差异化服务。     

HPC Cloud环境中基于网络Ⅰ/O负载的虚拟机放置算法

随着虚拟化技术和云计算技术的发展,越来越多的高性能计算应用运行在云计算资源上.在基于虚拟化技术的高性能计算云系统中,高性能计算应用运行在多个虚拟机之中,这些虚拟机可能放置在不同的物理节点上.若多个通信密集型作业的虚拟机放置在相同的物理节点上,虚拟机之间将竞争物理节点的网络Ⅰ/O资源,如果虚拟机对网络Ⅰ/O资源的需求超过物理节点的网络Ⅰ/O带宽上限,将严重影响通信密集型作业的计算性能.针对虚拟机对网络Ⅰ/O资源的竞争问题,提出一种基于网络Ⅰ/O负载均衡的虚拟机放置算法NLPA,该算法采用网络Ⅰ/O负载均衡策略来减少虚拟机对网络Ⅰ/O资源的竞争.实验表明,与贪心算法进行比较,对于同样的高性能计算作业测试集,NLPA算法在完成作业的计算时间、系统中的网络Ⅰ/O负载吞吐率、网络Ⅰ/O负载均衡3个方面均有更好的表现.