摘要：基于共享内存的虚拟机通信优化技术研究与实现

随着虚拟化技术的不断发展，虚拟机越来越多地应用于实际环境中。虚拟机的天然隔离特性使得虚拟化技术在服务器整合、软件调试、系统安全、灾难恢复等方面发挥着重要的作用，但这一特性也使得虚拟机之间的信息交互和数据传输变得困难。 .在一些基于虚拟化技术的实际网络应用中，如网格计算、Web服务、分布式存储系统等，虚拟机之间的数据通信非常频繁，而且这些虚拟机往往配置在同一台物理计算机上。实际上，同一台物理计算机上的多个虚拟机之间的通信过程并不需要经过真实的物理网络，而在内核虚拟机（Kernel-based Virtual Machine，KVM）中，这种特殊情况下是没有通信的.做一些特殊的优化，但是把它当作普通的虚拟机网络通信一样对待，会导致很多不必要的网络通信开销。针对同一台物理机上不同虚拟机之间通信的特点，提出并实现了一种基于内存共享机制的虚拟机通信优化方法，以改善KVM系统中同一台物理机上多个虚拟机之间的通信。表现。本文的主要工作和贡献包括：研究了现有的KVM网络通信过程，比较了当前虚拟机网络通信中使用的几种I/O架构及其优缺点，以及现有的KVM虚拟机网络通信系统。详细分析。数据接收和发送路径以及数据复制和传输过程指出了现有KVM虚拟机通信系统的性能瓶颈。在上述分析的基础上，针对同一台物理计算机上不同虚拟机之间通信的唯一性，提出了一种基于内存共享机制的虚拟机通信优化。基于KVM实验平台，设计并实现了一种虚拟机通信系统的优化方案，主要包括基于共享内存机制的虚拟机通信架构、共享内存的分配与管理方法、数据的优化过程传输和接收。等等。从功能和性能两个方面对本文设计和实现的虚拟机通信系统的优化方案进行了测试和分析。测试结果表明，优化后的通信系统可以在保证正确通信功能的前提下，缩短数据通信路径的长度，减少数据副本的数量，提高通信系统的吞吐量。

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