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基于I/O受限进程识别的虚拟处理器调度机制
  • ISSN号:0253-987X
  • 期刊名称:《西安交通大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP333[自动化与计算机技术—计算机系统结构;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]西安交通大学电子信息与工程学院,西安710049, [2]浪潮集团有限公司高效能服务器和存储技术国家重点实验室,济南250013
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划资助项目(2008AA01A202,2012AA01A306); 国家自然科学基金资助项目(61173039); 国家青年自然科学基金资助项目(61202041)
中文摘要:

针对多核平台的虚拟化环境中客户机与虚拟机管理器(virtual machine monitor,VMM)之间语义缝隙造成客户机I/O性能下降的问题,提出了一种基于I/O受限进程识别的虚拟处理器(virtual CPU,vCPU)调度机制。该机制在客户机内部利用推断技术识别I/O受限进程,通过客户机与VMM的协作实现I/O事件与I/O受限进程的关联,利用保证客户机之间公平性的虚拟对称多核处理器(virtual symmetric multi-core processor,vSMP)Internal调度算法,优先调度与I/O事件关联的I/O受限进程所在的vCPU来桥接客户机与VMM之间的语义缝隙,提高拥有vSMP的客户机中I/O负载性能。测试结果表明,相比于KVM虚拟化环境的CFS调度机制,该机制可以在保证客户机CPU公平性的前提下,有效提升运行混合负载的vSMP客户机中I/O负载性能,同时只增加较小的客户机额外开销,可以应用在负载多样性和不可预测性的虚拟桌面和云计算环境中。

英文摘要:

A novel I/O-aware virtual CPU(vCPU)scheduling mechanism in virtualized environments based on multi-core platform is proposed to eliminate the semantic gap between guest and virtual machine monitor(VMM)that dramatically degrades the performance of I/Obound workloads in virtual symmetric multi-core processor(vSMP)virtual machine(VM).Inference techniques are used to identify the I/O-bound tasks,and the I/O-bound tasks and I/O events are correlated through the coordination between the guest operating system and VMM.Then the correlation information is used to bridge the semantic gap by a vSMP Internal algorithm so that a vCPU with I/O-bound task can selectively be scheduled to handle its incoming events promptly with ensured fairness among VMs.Extensive evaluations and comparisons with the CFS scheduler used by the KVM virtual machine monitor show that the proposed mechanism significantly improves I/O performance of vSMP VMs with ensured CPU fairness,and little overhead is introduced to guest.Therefore,the proposed mechanism is widely applicable in suchenvironments with unpredictable and varying workloads as virtual desktop and cloud computing.

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期刊信息
  • 《西安交通大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中华人共和国教育部
  • 主办单位:西安交通大学
  • 主编:陶文铨
  • 地址:西安市咸宁西路28号
  • 邮编:710049
  • 邮箱:xuebao@mail.xjtu.edu.cn
  • 电话:029-82668337 82667978
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-987X
  • 国内统一刊号:ISSN:61-1069/T
  • 邮发代号:52-53
  • 获奖情况:
  • 美国《工程索引》(EI光盘版)定期收录的中文期刊,《中文核心期刊目录总览》综合类核心期刊,科技部《科技论文统计与分析》统计源,《中国科学引文数据库》刊源,获全国高校优秀科技期刊一等奖,“百种中国杰出学术期刊”称号,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国数学评论(网络版),德国数学文摘,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:27275