论文摘要：网络环境的虚拟机调度优化

虚拟机技术的发展与网络计算相结合，充分发挥其资源管理的优势，被成功应用于服务器整合、桌面虚拟化、云计算等领域。虚拟机监控器对虚拟机的合理调度是实现高效虚拟机资源管理的关键技术之一。在面向网络的高度整合虚拟化环境中，同一物理机上的每个虚拟机根据用户的不同需求部署各种各样的应用程序，包括对响应时间敏感的交互式应用程序、计算密集型应用程序、I/O密集型应用程序等，它们对系统资源的需求及行为特征互有差异，对底层虚拟机监控器在不同虚拟机间调度提出了更高的要求。本文专注于网络环境下的虚拟机调度问题。本文使用开源虚拟机技术Xen搭建虚拟化实验平台，并在其中创建的多个虚拟机中分别部署不同类应用程序，通过分析调度器及应用程序的性能，指出现有调度机制并不能满足网络环境下虚拟机间CPU时间的公平分享，也忽视了对系统网络I/O性能的考虑，据此提出了虚拟机CPU资源调度的优化方案，并给出实现。论文主要工作包括：提出了基于时间戳计数器的精确核算机制，实现了虚拟机间对CPU资源的按比例公平分享；提出了基于虚拟机网络流量划分驱动开销的公平分配机制，使得不同的虚拟机对CPU时间的分享更加公平；根据不同虚拟机的网络I/O特性及行为特征，区分了不同的虚拟机类型，实现了基于信用度的动态多级队列调度；实现对Xen现有调度算法的改进，在真实系统上运行该调度算法，通过合成负载对真实应用程序的性能进行测量，对调度器的优化方案进行验证。实验结果表明，对调度算法的改进方案弥补了现有调度算法在网络环境下的不足，使虚拟机间的调度更加公平，并提升了系统的网络I/O性能。

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