多线程ARM虚拟机的设计与实现

虚拟机技术广泛应用于代码移植、跨平台计算和模拟硬件机器、嵌入式系统模拟等领域.该技术以软件的方式构建通用机器的硬件的仿真环境,实现机器指令在处理器中的运算过程.在介绍了虚拟机原理的基础上,设计并实现了基于多线程的ARM虚拟机,初步模拟了ARM9的指令执行过程.     

虚拟机技术在网络实验中的应用

在网络实验过程中,需要用到大量硬件设备的网络环境,采用虚拟机技术可以实现在一台计算机上安装多台虚拟机,模拟网络实验环境以实现上述要求而不用过多的硬件设备,并且可以达到良好的效果,尤其是对Windows操作系统下的网络实验应用更多更广。该文简述了虚拟机技术概念、虚拟机的构建过程用其注意事项,较为详细地罗列了虚拟机技术在网络实验课程教学的应用,阐明了虚拟机技术在网络实验中的好处,以及从中得到的体会。同时虚拟机技术也非常切合我们技工学校的网络基础、网络专业课程的教学——侧重于培养学生解决实际问题的能力,但偏偏又缺乏网络实验设备的前提下来实现网络实验。     

一种基于虚拟机技术的并发程序实现方法

基于一种虚拟机设计思想,用C语言实现了一个虚拟机平台,通过在虚拟机中加入管理程序以实现对用户作业的并发控制。该方法提供了利用串行程序设计语言进行并发程序开发的一种实现方法。通过实验证明不通过机器低层及硬件的手段也能有效地在顺序执行的平台上实现并发程序。     

字节码虚拟机的构造和验证

提出一种虚拟机构造和验证方案.给出字节码程序运行环境BVM(bytecode virtual machine)的形式化定义;采用X86机器语言构造虚拟机CertVM(certified virtual machine);并证明该虚拟机实现符合相应程序规范并和BVM之间具有模拟关系.利用辅助工具Coq给出证明,所有证明均可机器自动检查.CertVM确保在硬件环境满足其语义规范的情况下,已验证的字节码程序能够在给定虚拟机环境中正常运行.给出的方案不仅为虚拟机验证提供理论基础,而且为可信软件构造提供了一种有益的尝试.     

用户级多任务的两种实现方法

在分析了系统级多任务需要哪些硬件支持的基础上。提出了进程扩展型虚拟机和指令解释器型虚拟机的概念，给出这两种虚拟机如何模拟支持多任务的硬件机制的方法，以及在虚拟机上建立和切换多个任务的方法，该技术可以用于在上述两类虚拟机上构建自己的支持多任务的操作系统内核．     

基于Xen硬件虚拟机的安全通信机制研究

在深入分析Xen硬件虚拟机通信机制和网络安全控制技术的基础上,实现了Xen硬件虚拟机安全通信机制,它在虚拟机监控器上加入了一个安全服务器,同时在虚拟机进行网络通信的关键路径上添加安全检查模块,实现了虚拟机通信的访问控制,提高了虚拟域间通信的安全性。     

基于VT-x技术的xen虚拟机扩展设备模组

X86平台虚拟化技术在网络和嵌入式应用中具有广阔的发展空间,但是虚拟机对硬件设备的高效访问是一个有待研究的问题.目前流行的xen虚拟机环境中使用设备模组为虚拟机提供模拟的设备,随着硬件技术的发展,这种方法逐渐成为提高I/O性能的一个瓶颈.文章给出一种扩展设备模组,为虚拟机提供一个访问真实设备的接口.介绍了其透明访问和SmartMapping两大特性.     

基于硬件辅助虚拟化技术的反键盘记录器模型

结合已有的键盘记录器,分析了Windows中从用户按键到应用程序处理消息的过程,并针对该过程详细分析了可能出现的安全威胁。在此基础上提出了基于硬件辅助虚拟化的反键盘记录器模型。利用CPU提供的硬件辅助虚拟化技术实现了虚拟机监控器,当获取用户输入时通过在虚拟机监控器中自主处理键盘中断并将读取到的键盘扫描码信息交由受保护的用户线程来保护用户键盘输入的安全。     

适合性能评价的虚拟机仿真程序

IBM 公司的 VM/370控制程序为扩充虚拟机环境除了模拟机器现有功能外还包括记时模拟。虚拟机仿真程序就是此控制程序的改进版本。用选择处理机和 I/O设备记时特性的方法,用户能够对广泛的370兼容系统的性能进行评价,这些系统比硬件样机更灵活和价格更低。提供验证数据表明,仿真程序是一个具有模拟开销低的精确性能预测程序。     

基于虚拟机的网络实训环境构建

利用虚拟机构建网络实训环境,具有较大的经济价值。本文探讨在一台电脑上面利用虚拟机模拟多个电脑, 实现较复杂的网络环境下多个模拟机器的联网,并以搭建Windows Server 2003的域结构网络和Windows 2000服务器群集实验为例做了测试和说明,经验证,达到了与真实网络环境完全相同的实训效果。     

基于指令相对吞吐率的虚拟机检测方法

对于常见的虚拟机检测方法仅适用于特定配置的虚拟机的不足,设计并实现一种基于特权指令与非特权指令的相对吞吐率变化的检测虚拟机的方法,检测过程采用查询-验证的方式。该方法可以成功地分辨出物理机环境与虚拟机环境的不同,并且事先只需了解较少的待检测目标的配置信息,对不同硬件配置的依赖性较小。     

VMM入侵检测系统体系结构

针对现存入侵检测系统存在的问题,提出一个运行于虚拟机监控器之上的入侵检测系统。由虚拟机监控器来虚拟硬件接口,在单一的硬件实体上运行多个系统实例,因为虚拟机监控器处于操作系统和硬件之间,从而使得这个入侵检测系统位于监控所有对操作系统的入侵事件的最佳位置,并处于一个独立于操作系统之外的受保护的空间内,增强了入侵检测系统的独立性和检测能力,是传统的基于主机和网络的入侵检测系统优点的完美结合。     

Energy-credit scheduler: An energy-aware virtual machine scheduler for cloud systems

Virtualization facilitates the provision of flexible resources and improves energy efficiency through the consolidation of virtualized servers into a smaller number of physical servers. As an increasingly essential component of the emerging cloud computing model, virtualized environments bill their users based on processor time or the number of virtual machine instances. However, accounting based only on the depreciation of server hardware is not sufficient because the cooling and energy costs for data centers will exceed the purchase costs for hardware. This paper suggests a model for estimating the energy consumption of each virtual machine without dedicated measurement hardware. Our model estimates the energy consumption of a virtual machine based on in-processor events generated by the virtual machine. Based on this estimation model, we also propose a virtual machine scheduling algorithm that can provide computing resources according to the energy budget of each virtual machine. The suggested schemes are implemented in the Xen virtualization system, and an evaluation shows that the suggested schemes estimate and provide energy consumption with errors of less than 5% of the total energy consumption.     

嵌入式跨平台虚拟软件技术的研究与应用

嵌入式跨平台虚拟软件是一种将RISC硬件体系结构虚拟成CISC硬件体系结构平台。本文的研究目的是通过在RISC体系硬件平台添加一个软件层,实现一个虚拟而且兼容X86的硬件平台,从而顺利地运行X86平台下的所有操作系统、应用程序等X86系列软件。重点讲述嵌入式跨平台虚拟机CPU虚拟设计和bootloader设计。嵌入式跨平台虚拟软件技术在嵌入式行业中有较高的应用价值。     

基于虚拟机自省的隐藏文件检测方法

通过检测虚拟机内部的隐藏文件,检测工具可以及时判断虚拟机是否受到攻击.传统的文件检测工具驻留在被监视虚拟机中,容易遭到恶意软件的攻击.基于虚拟机自省原理,设计并实现一种模块化的虚拟机文件检测方法FDM. FDM借助操作系统内核知识,解析虚拟机所依存的物理硬件,构建虚拟机文件语义视图,并通过与内部文件列表比较来发现隐藏文件. FDM将硬件状态解析和操作系统语义信息获取以不同模块实现,不仅具备虚拟机自省技术的抗干扰性,还具备模块化架构的可移植性与高效性.实验结果表明, FDM能够准确快速地检测出虚拟机内部的隐藏文件.     

跨平台系统级虚拟机的访存优化

跨平台系统级虚拟机软件模拟访存操作效率低,严重影响了虚拟机的性能.为提高跨平台虚拟机访存效率,提出了一种使用宿主系统TLB硬件、加速跨平台系统级虚拟机访存地址转换的软硬件协同优化方法.该方法相对于软件访存模拟方法,有效利用了宿主系统的硬件资源,提高了跨平台系统级虚拟机执行访存操作效率.实验结果表明该方法将虚拟机系统的整体性能提高了近15%.提出的方法已实际应用在龙芯系统级跨平台虚拟机中.     

Intel virtualization technology

A virtualized system includes a new layer of software, the virtual machine monitor. The VMM's principal role is to arbitrate accesses to the underlying physical host platform's resources so that multiple operating systems (which are guests of the VMM) can share them. The VMM presents to each guest OS a set of virtual platform interfaces that constitute a virtual machine (VM). Once confined to specialized, proprietary, high-end server and mainframe systems, virtualization is now becoming more broadly available and is supported in off-the-shelf systems based on Intel architecture (IA) hardware. This development is due in part to the steady performance improvements of IA-based systems, which mitigates traditional virtualization performance overheads. Intel virtualization technology provides hardware support for processor virtualization, enabling simplifications of virtual machine monitor software. Resulting VMMs can support a wider range of legacy and future operating systems while maintaining high performance.