Xen虚拟机存储方式I/O性能研究

虚拟化存储技术是虚拟化技术当中重要的技术之一,可以提高存储利用率和性能,增强存储数据的安全性。针对Xen虚拟机存储虚拟化方式,使用I/O测试软件Iozone对虚拟磁盘镜像存储方式与物理硬盘存储方式的I/O性能进行研究比较,从理论和实验两方面说明了使用虚拟磁盘镜像存储方式和物理硬盘存储方式作为虚拟存储设备在性能和功能上的差异,可为以后根据不同的环境在虚拟机上创建虚拟存储器提供参考依据。     

基于I/O受限进程识别的虚拟处理器调度机制

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。     

基于iSCSI的虚拟化存储系统引擎设计

利用iSCSI存储技术标准设计了一个虚拟存储系统引擎VSSE(Virtual Storage System Engine).采用分层结构模型处理远程主机对存储区域网络中存储设备的I/O访问请求.实现基于快速以太网的存储区域网络中存储设备的虚拟化和透明访问,并取得了较好的I/O请求响应速度与I/O传输速度.     

MQX操作系统底层驱动设计分析与改进

分析了MQX实时操作系统设备驱动管理模式,给出了该模式下底层驱动程序设计开发的基本步骤和方法.针对该模式存在设备驱动过于依附操作系统,不利于移植和复用等问题,在I/O子系统层和底层设备驱动层增加接口驱动层,用来解析和传递设备参数,并将设备驱动剥离操作系统,有效地提高了驱动构件的移植和复用效率.实验结果表明,该方法设计的设备驱动构件稳定可靠.     

磁带库随机I/O缓冲调度算法的性能

为了提高磁带设备的在线存储效率,提出了一种磁带库缓冲调度算法.该算法采用磁盘驱动器做缓存,将磁带库设备虚拟为逻辑块设备使用.同时,提出了主动写回以及读预取方法,将磁带库的随机读写操作顺序化,以改善系统随机读写性能.文中还对算法性能进行了详细分析,并利用仿真方法对算法进行了测试,结果证明系统集合I/O和单I/O响应时间能够得到明显改善.     

MQX操作系统底层驱动设计分析与改进

分析了MQX实时操作系统设备驱动管理模式，给出了该模式下底层驱动程序设计开发的基本步骤和方法.针对该模式存在设备驱动过于依附操作系统，不利于移植和复用等问题，在I/O子系统层和底层设备驱动层增加接口驱动层，用来解析和传递设备参数，并将设备驱动剥离操作系统，有效地提高了驱动构件的移植和复用效率.实验结果表明，该方法设计的设备驱动构件稳定可靠.     

连续媒体层次存储中磁带库调度收益分析

层次存储技术是存储和管理海量连续媒体数据的有效手段. I/O请求的调度是层次存储研究中的重要问题,目前也有很多的调度算法,但它们之间缺乏定量的分析和对比,使得调度算法的选择缺少可靠的依据.该文利用排队论对调度收益进行定量分析,分析了它与系统平均队长等因素的定量关系,并得到调度在平均等待时间上的收益与原始等待时间的关系,指出它们近似成二次曲线关系.仿真试验表明了这些结论的有效性,它对于层次存储管理系统中, I/O请求调度算法的选择具有很好的指导作用.     

可编程设备虚拟实验环境的研究与设计

分析了可编程设备的工作原理和可编程设备虚拟实验环境的功能需求，提出了一个由DOSVM，虚拟设备驱动程序和虚拟设备组成的VPD模型，在该模型中，虚拟设备驱动程序捕获DOSVM的I/O端口访问去驱动虚拟设备，并为DOSVM产生虚拟硬件中断，用VPD模型实现了接口技术虚拟实验环境，实验表明，利用该模型设计的可编程设备虚拟实验环境完全可以满足教学实验的要求，尤其适合远程教育实验，如果进一步研究，还可以设计出虚拟教师。     

存储虚拟化技术研究与比较

存储虚拟化技术已成为信息存储技术未来发展的主要方向,其重要地位日趋显著。本文介绍了虚拟存储系统结构及三种虚拟存储技术:基于主机的、基于网络的以及基于存储设备的虚拟存储技术,其中重点介绍了基于网络的虚拟存储技术并针对其优缺点做了详细的分析与比较,最后指出存储虚拟化存在的问题及解决方案。     

网络存储中分布式I/O缓存机制研究

针对网络存储中I/O的瓶颈问题,设计了一个基于网络存储的分布式I/O缓存机制,通过本地缓存和远程缓存的两级缓存机制进行I/O性能的优化.其中本地缓存用来保存本地磁盘的读写信息,远程缓存用来协调远程机器的本地缓存.针对以上的缓存机制,设计了相应的数据块更新算法和缓存一致性策略,有效地保证了I/O缓存的性能.     

Linux操作系统中存储子系统的Target模式仿真与研究

存储网络Target端的技术发展,目的就是将网络和设备的通讯协议与传输物理介质隔离开,体现了功能细分的思想。将多种协议可在同一个物理连接上同时传送,并且高性能存储体和宽带网络使用单I／O接口使得系统的成本和复杂程度大大降低。本文将阐明Target模式的特点．并研究在Linux存储子系统中Target模式的性能指标分析。     

新型存储与传输技术在影视传媒领域中的应用

介绍了现阶段影视传媒制作中采用的资料存储技术.同时讨论了专业光盘和固态存储卡这2种应用于未来影视传媒记录介质的特性和相关摄录设备的特性.论述了以蓝光盘为代表的最新光记录技术及虚拟存储技术,以全波光纤、密集波分技术与存储区域网(SAN高速光纤网络)为代表的传输技术,以及新型记录技术和传输技术在相关影视传媒技术领域中的应用和优劣,并且分析了以光技术与虚拟存储技术为基础的新型影视媒体产业的可行性方案.     

基于SAN的虚拟化系统元数据组织策略

SAN(storage area netw ork)结构的实现使得多服务器平台可以共享多种存储设备,为了有效利用存储空间并提高数据存储的可靠性,提出一种基于SAN的虚拟化系统元数据分布策略,并将这种分布策略在I/O节点机的SCS I(sm a ll com pu ter system in terface)目标器中间层用软件的方法实现。通过映射位图方式将设备端的存储资源虚拟化,为光纤网络前端的各种异构平台服务器提供统一的存储资源视图。同时对元数据进行分布冗余存储提高系统可靠性。实验与结果表明:该设计减小了对物理存储设备的需求,使存储设备得到可靠且有效的利用。     

统一存储网的研究和设计

NAS为用户提供件I／O服务,SAN为用户提供数据块I／O服务,计算机应用的发展要求存储网络同时提供2种服务．统一存储网(USN)利用TCP／IP协议,将NAS和IP-SAN整合成单一的存储空间,同时为用户提供件I／O和数据块I／O2种服务．理论分析和实验证明这种方案是可行的。     

存储区域网络基于主机接口卡的负载均衡

为提高存储区域网络中主机的I/O吞吐能力,在主机上加入冗余路径驱动程序,对逻辑单元(LUN)的I/O请求进行处理.将LUN的I/O请求分配到它的所有路径上,使主机的负载均匀地分布在存储网络中.应用排队理论的多服务员聚集模型,分析了总吞吐能力与主机负载、主机接口卡(HBA)数目、HBA性能之间的关系.实现了基于HBA的负载均衡算法,提高了主机的吞吐能力,缩短了I/O平均响应时间.     

Windows 2000环境下的一种SCSI冗余路径驱动程序

为提高存储系统的可用性 ,在 Windows2 0 0 0系统中实现了SCSI冗余路径驱动程序 RDP。在路径发生故障时由 RDP将 I/ O切换到其他路径。通过将 I/ O负载均衡分布在各 SCSI路径 ,能增加系统 I/ O处理能力     

Windows 2000下应用WDM驱动程序实现I/O端口直接访问

Windows 2000下，执行于用户态的应用程序代码不能直接访问I／O端口，而是要通过调用执行于内核态的设备驱动程序提供的各种服务间接地对硬件资源进行访问，开发了一个WDM设备驱动程序，借助它在Windows 2000平台上也能直接访问并口设备，进行高速数据传输，并给出应用实例。     

基于虚拟机的安全技术研究

由于虚拟机的高隔离性以及对系统、应用的透明性,使得很多安全技术是基于虚拟机实现的.提出一种基于Xen的安全架构,可将现有安全程序移植到该架构上,并保证其功能性,如文件、内存扫描以及主动防御技术.由于大量减少处于被保护虚拟机中的安全程序组件,使得安全程序本身具有更高的安全性,同时利用半虚拟化I/O技术将系统开销降低到最小,具有实用性.该框架还可将其他基于虚拟机的安全技术整合进来,且不需要修改现有的操作系统及应用程序,因此具有较强的适用性.     

An energy-saving scheduling scheme for streaming media storage systems

The rapid growth of streaming media applications on the Internet is proposing higher requirements on energy consumption and I/O performance of the storage systems.However,the optimized I/O requests from different initiators will be mixed disorderly when they are reaching the storage system concurrently,which leads to increasing energy consumption.This paper proposes an energy-saving scheduling scheme based on I/O Stream(ES-IOS).The ES-IOS scheme can take the advantage of the I/O characteristics of streaming media and reorganize the mixed and disordered I/O requests into "streams".Technically,The ES-IOS scheme includes two main points,a priority-based weighted stream scheduling algorithm(PWSS) and a regression-fitting-based popularity prediction algorithm(RFPP).The PWSS algorithm can schedule the I/O streams in weighted queue based on priority to limit energy consumption.The priority of each stream is determined by its popularity.According to the I/O access records over a period,the RFPP algorithm can predict the popularity of each stream via regression fitting.Based on the popularities,the PWSS algorithm assigns more continuous service time to the hot streams and reversely less service time to the cold ones.Trace-driven experiments show that the ES-IOS scheme can reduce the energy consumption by 38%and enhance the I/O throughput by 27%approximately.