半虚拟化I/O模型的KVM虚拟机域间通信优化方法

提出了一种半虚拟化网络模型来优化虚拟机域间通信的性能,通过共享内存建立通信通道来打破虚拟机之前的隔离屏障,减少在数据传输过程中的拷贝次数.基于内核虚拟机(kernel-based virtual machine,KVM)半虚拟化框架编程接口的实现方法可以简化设备I/O的模拟,减少特权指令模拟所需的根-非根模式的切换,提...     

基于地理实体特征的地址空间分类方法研究

在分析传统MIS对地址的语义属性结构分类和GIS对地理实体标识的几何属性分析方法特点的基础上,提出了基于地理实体特征的语义地址空间数据分类方法,这些方法的研究为MIS和GIS之间的地址信息共享搭建了关联桥梁,并为面向空间和属性的地址编码及数据模型设计提供了新思路.     

一种独立式I/O虚拟化方法研究

当前虚拟化系统中的设备仿真过程与I/O指令串行执行,无法发挥真实体系结构中直接存储器访问、异步I/O等加速I/O访问技术的性能优势,致使虚拟平台I/O性能与真实I/O性能存在一定差距。针对该问题,提出一种独立式I/O虚拟化方法,通过将I/O仿真活动(如磁盘读写)分离成一个独立的进程,虚拟机监控器(VMM)只保留相应的接口,达到将VMM与I/O设备分离实现仿真与指令并行化执行的目的,并基于QEMU平台实现该方法。实验结果表明,采用该方法后的QEMU I/O读写性能优于原有I/O子系统。由于I/O指令不必再等待I/O仿真的结束,因此在提高CPU指令执行速度的同时,能够有效提高4.9%的磁盘读取速度及9.2%的VGA测试基准软件Viewpref得分。     

微机I/O地址扩展技术的实现

本文详细介绍了在微机Ｉ／Ｏ地址容量不能满足使用要求的情况下，如何对Ｉ／Ｏ地址进行扩展，并讨论了将该技术运用于实践所遇到的几个主要问题和解决的方案。     

基于Xen的I／O准虚拟化驱动研究

针对全虚拟化下客户端虚拟机无法“感知”虚拟机监视器的问题,对基于Xen的I／O准虚拟化驱动进行研究,通过实验可知,准虚拟化驱动能够消除全虚拟化方式下虚拟机监视器“黑箱”特性的限制,可以实现和虚拟机监视器的密切配合,从而提高I／O性能。在虚拟机Xen的全虚拟化环境中加入准虚拟化驱动,采用对比测试方法验证了该驱动能大幅提升网络性能。     

基于地址随机和段隔离的全局偏移表保护方法

在可执行和可链接格式（ELF）的可执行程序中,存在一个全局偏移表（GOT）,用于存放引用库函数的绝对地址,但是在Linux系统中,GOT解引用和GOT覆写是两种比较常用的漏洞利用方法。通过分析GOT的特性,提出并实现了基于地址随机和段隔离的GOT保护方法。通过修改Linux的可执行程序加载器,将与GOT有数据指向关系的节均加载到随机内存地址;同时使用段隔离技术,对GOT的代码引用的指令使用一个新的段寄存器进行间接引用。实验结果证明,该方法不仅能够有效地防御针对GOT的漏洞利用方法,而且性能损耗极低,只有平均2.9 ms的额外开销。     

基于I/O前后端模型的密码卡软件虚拟化

密码技术是云计算安全的基础,支持SR-IOV虚拟化的高性能密码卡适用于云密码机,可以为云计算环境提供虚拟化数据加密保护服务,满足安全需求.针对该类密码卡在云密码机使用过程中存在的兼容性不好、扩充性受限、迁移性差以及性价比低等问题,本文提出了基于I/O前后端模型的密码卡软件虚拟化方法,利用共享内存或者VIRTIO作为通信...     

XEN网络I/O完全虚拟化机制的可扩展性研究

研究多虚拟机和多处理器结构对XEN虚拟机中网络I/O完全虚拟化机制可扩展性的影响。实验结果表明,当虚拟机数量不断增加或处理器数量超过限度时,网络性能会下降。该文分析了影响可扩展性的关键因素,即虚拟机调度机制和事件通道机制。     

结合自治系统号扩展IP地址空间的研究

为有效解决基于IPv4的互联网在发展过程中暴露出来的IP地址空间匮乏、路由表爆炸等问题,以及针对现有IP地址空间扩展方面的研究存在的问题,提出结合自治系统号对IP地址空间进行扩展的分层次地址结构(ASN+IP)。将自治系统号封装到IP数据包中,使其成为IP地址的一部分,可以使IP地址空间得到极大的扩展,路由器的路由信息库(RIB)也可以得到极大程度的压缩。研究结果表明,在ASN+IP体系结构下,IP地址空间理论上可以扩展到现有地址空间的216倍,对路由器的RIB的压缩平均可压缩到原来的20%左右。     

Xen的I/O虚拟化性能分析与优化

在Credit算法应用中,由I/O事务唤醒的VCPU处于最高优先级BOOST状态,优先抢占PCPU资源,使I/O操作的响应速度提高,但多个虚拟机同时进行I/O操作时,会引起较长延时和公平性原则被破坏问题.针对这个问题,研究分析SEDF算法、Credit算法、Credit2算法,提出L-Credit调度算法解决多个虚拟机同时进行I/O操作引起响应延迟的问题.通过监测I/O设备环共享页面中响应和请求的个数的方法,对处于BOOST状态下I/O操作进一步细化排序,使稀疏型I/O操作较密集型I/O操作先调用执行.通过对L-Credit算法与Credit算法在同一应用场景下反复对比实验,得出L-Credit算法可以提高I/O响应性能,并且继承了Credit算法负载均衡和按比例公平共享的特点.     

一种面向高性能计算机的超节点控制器的研究

传统高性能计算机的节点由一个处理单元和一个节点控制器组成.为了有效地维护高速缓存一致性,处理单元中的处理器个数会非常有限.因此一台具有千万亿次处理能力的高性能计算机将会有上万个节点,这对互连网络的延迟和带宽都提出了非常高的要求.超节点控制器能够同时连接多个处理单元构成一个超节点,这能够减小互连网络的规模,从而降低互连网络的设计难度,并保证互连网络的性能.用FPGA实现了超节点控制器的原型系统的测试结果表明,采用超节点设计的高性能计算机拥有非常低的通信延迟,同时其通信带宽也有非常好的扩展性.     

双层IP 地址空间体系结构

互联网面临的挑战之一就是路由系统的可扩展性.路由表的快速增长以及越来越频繁的BGP更新,对核心路由器的性能、复杂性、能耗和成本产生了越来越大的压力.近年来,大量网络研究人员正在针对这些问题寻找解决方案.将现有的IP地址分解为标识和位置的思想,是重要的研究方向之一.提出一种新的标识与位置分离方案,形成双层地址空间体系结构,克服了可实现性和可部署性的困难,在缓解路由系统扩展性难题的同时,解决了IPv4地址耗尽的问题.除了对DNS作简单的修改并增设一种网关设备外,原有的骨干网和用户网不作任何改动.     

面向xen网络虚拟化的性能研究

虚拟化技术的使用可以降低企业整体系统成本,但是网络虚拟化的负载严重影响了网络密集型应用的性能,从而使得虚拟化技术的广泛应用受到了一定的阻碍。最近,随着虚拟机中网络应用需求的不断增加,使得在虚拟环境下如何提高网络应用的性能成为急需解决的问题,基于此,论文对XEN网络虚拟化的负载进行了分析,并给出了相应的优化策略。     

通过单地址空间提高微内核操作系统的效率

提出了一个提高微内核操作系统效率的方法,该方法通过在操作系统中实现单地址空间,操作系统内核程序和用户程序在一个处理抗状态下运行 ,以及复ｄａｐａｂｉｌｉｔｙ实施对资源的保护,使得当进程通过进程通信访问服务器提供的服务时,其代价将接近执行调用的代价,从而提高了微内核结构操作系统的改进。     

面向网络功能虚拟化的高性能负载均衡机制

网络负载均衡器是实现网络功能虚拟化(network function virtualization, NFV)的重要功能组件,通过其准确的业务负载分担,运营商可以灵活、高效地实现业务能力增强和容量扩展.基于DPDK技术框架设计实现了面向NFV的高性能4层网络负载均衡机制及系统HVLB,能够灵活部署运行于主流虚拟化平台.HVLB整体采用软件定义网络(software defined networking, SDN)思想设计,实现调度策略制订和数据转发的有效分离.在转发端基于用户空间实现多核多队列高效数据处理架构,同时保证各处理队列间的数据访问隔离和任务处理均衡;在控制端基于网络链路和计算相结合的综合能力作为NF选择和转发策略的制订依据,在实施业务数据准确分发的基础上保障了网络性能.基于KVM的原型系统实验结果表明：与现有LVS系统相比,HVLB极大地提升了数据包处理与转发性能,并实现了64字节UDP数据包的线速转发.     

网络地址转换在Intranet中的应用

讨论Intranet专用地址和网络地址转换技术的机制,给出用路由器和Windows2000软件配置实现网络地址转换的方法,分析NAT技术用于Intranet安全的特点,证明NAT对各种网络攻击方式有独到的防护能力,给出NAT安全模型和实现结构设计,并对实现结构的6个模块功能进行了讨论。     

NAT技术解决IP地址短缺问题的实现

随着信息技术及网络的普及,IP地址短缺问题越来越成为发展中的一个问题。通过对网络地址转换（NAT）技术原理的分析,对静态NAT地址转换技术及动态NAT地址转换技术做了简要介绍;AL3个层面详细阐述了运用地址转换技术实现私有地址向公有地址的转换的过程,为多台计算机共享一个公有地址提供3个通用实现模型,并针对出现的IP地址重叠问题给出了解决的方案,为IP地址短缺问题提供了有效的解决方法。     

基于知识图谱的中文地址匹配方法研究

随着信息技术的迅猛发展,建设新型高效智慧型城市已成为趋势。智慧城市中有大量以地理信息为基础的应用场景,如在城市规划建设、城市便民生活服务、城市细化管理等都离不开地理信息。由于中文地址的复杂性与人工输入的不确定性,地址数据不规范性、不一致、不明确现象给业务系统之间与内部带来了很多困难。急需优秀的中文地址匹配方法。现有的匹配方法仅从地址文字出发进行匹配,而忽略地址作为一个实体蕴含着丰富的地理知识,这些知识可以有效地协助匹配过程,由此,提出注意力知识图谱的中文地址匹配方法,从而解决复杂中文地址匹配准确率低的问题。通过对传统的标准地址库进行地址分词以及特征抽取,建立标准地址知识图谱与POI知识图谱;采用基于选择注意力机制的知识图谱关系抽取方法来进行对地址的特征提取,从而进行地址分类;通过计算知识图谱实体相似度,从而进行非标中文地址的地址匹配。实验结果表明,该方法较基于Jaccard相似度的地址匹配方法、基于动态规划的地址匹配方法、基于Sorensen Dice的全文检索地址匹配方法和基于bert4keras预训练模型的地址匹配方法准确率分别提高了11.05%、15.30%、11.05%、0.95%,有效对复杂中文地址进行匹配。     

高性能网络处理器同时多线程结构设计与研究

网络带宽的快速增长使得网络的瓶颈由带宽逐渐变成了节点设备。网络处理器则通过良好的体系结构设计和专门针对网络处理优化的部件，为上层提供了一个良好的可编程环境。系统级模拟是在制造芯片前设计现代网络处理器的有效方法。本文基于专用的网络处理器测试基准和处理器模拟器设计了适合于网络处理的同时多线程结构，它结合了指令级并行和线程级并行的优点，经过测试获得了高性能。同时分析了线程个数对系统性能和处理器面积的影响，并根据综合评价函数选择了优化的线程数为6。     

基于地址映射的网络安全策略研究

摘要：针对网络访问中存在的安全隐患,以私网安全性问题为对象进行研究,提出了基于NAT技术的私网安全解决方法。提出的方法将NAT技术中的地址映射策略扩展到私网用户对私网服务器的访问过程中,实现私网服务器对用户的透明。分析结果表明,这种方法能有效屏蔽私网服务器的IP地址,隔离基于IP地址的网络攻击,提高网络安全性。