基于应用层虚拟化的可迁移个人计算

为实现在任意计算机上重现用户的个性化计算环境,本文基于应用层虚拟化技术,在高速移动存储设备上保存用户的个性化计算环境的配置信息,在运行时通过系统调用包裹技术截获这些资源的访问再定向到移动存储设备上,在不影响性能和可靠性的前提下重现用户的个人计算环境。本文同时给出了该系统的原型实现及性能测试,测试结果应用层虚拟化技术运行的开销只占用系统开销的0.5%。     

GPU加速高性能计算平台上容器性能评估

容器是近年来新兴的虚拟化工具,可以实现资源和系统环境的隔离.容器能够帮助高性能计算应用程序将依赖打包进轻量级可移植的环境中,解决因软件配置无法在高性能计算资源上运行的问题.容器在虚拟化宿主机过程中具有性能开销,为了解GPU加速高性能计算平台上容器虚拟化技术的性能特征,使用标准基准测试工具对Docker容器进行了全面的性...     

兼容Windows程序的KgdLinux操作系统研究

针对当前国产自主Linux操作系统因用户不熟悉和应用软件少而推广困难的问题，提出了一种兼容Windows程序的Linux操作系统KgdLinux。采用层次式体系结构，由应用层、兼容层、核心层组成。应用层由Windows和Linux应用程序构成，核心层由Linux内核和各种共享库组成，而兼容层采用用户空间内核虚拟化方法兼容Windows程序，提供了PE程序的加载、虚拟Windows环境、模拟Windows API的功能。采用各种基准程序和常用程序对KgdLinux上运行Windows程序的性能进行测试，测试结果表明:与在VMWare Workstation、Longene上运行的Windows程序相比，在KgdLinux上运行的Windows程序拥有更好的性能，且接近程序在本地Windows XP上运行的性能。     

Linux下基于对象的内存映射型设备驱动研究及实现

设备驱动是计算机系统可靠运行的前提.现有的设备驱动方法,数据要经过驱动层缓存向应用层拷贝、应用层缓存向存储设备拷贝的过程,当数据量比较大时,系统的响应速度会受到一定的限制.通过对Linux内核的对象机制和虚拟内存机制的研究,提出基于对象的内存映射型设备驱动方法,使用户进程直接访问设备内存以提高响应速度,并对该驱动的性能进行测试和评价.     

ARM TrustZone的轻量级嵌入式虚拟化架构

针对现存的基于软件的虚拟化解决方案存在的不足,利用ARM标准硬件技术和赛灵思ZC702商业平台,实现通用操作系统(GPOS)与轻量级实时操作系统(FreeRTOS)同时运行.测试结果表明:虚拟机从RTOS到GPOS的上下文切换系统开销是3.10 μs,相反过程为2.64 μs,内存占用也仅为1 KB;由虚拟机监视系统(VMM)引入的性能开销低和内存占用较小;利用ARM TrustZone技术可实现一个具有低成本和高可靠性的轻量级虚拟化解决方案.     

THCASN——一种基于内容存储区域网络

基于内容存储(CAS)是一种可用于保存内容不变数字记录的存储设备。为解决CAS在安全和性能上的问题,该文介绍了清华大学实现的基于内容存储的区域网络原型——THCASN,遵从对象存储设备标准OSDT-10,提出一个分析I/O路径上开销的性能评价模型,找出系统性能瓶颈是对象内容Hash值计算和Hash-元数据变换表搜索。THCASN、NFS和iSCSI存储器性能测试结果表明其性能是接近的,但THCASN写性能高出一倍。实验结果与评价模型对性能瓶颈的分析相符。     

THCASN——一种基于内容存储区域网络

基于内容存储(CAS)是一种可用于保存内容不变数字记录的存储设备。为解决CAS在安全和性能上的问题,该文介绍了清华大学实现的基于内容存储区域网络原型——THCASN,遵从对象存储设备标准OSDT-10,提出一个分析I/O路径上开销的性能评价模型,找出系统性能瓶颈是对象内容Hash值计算和Hash-元数据变换表搜索。THCASN、NFS和iSCSI存储器性能测试结果表明其性能是接近的,但THCASN写性能高出一倍。实验结果与评价模型对性能瓶颈的分析相符。     

一种Cache加速在虚拟桌面云上的应用

传统的虚拟桌面云系统,随着用户数的增加,系统会显现I/O瓶颈,用户体验降低等现象。本方案是在虚拟化桌面云系统中,把热点数据缓存在SSD高速存储设备上作为Cache,大幅度提高系统I/O性能,并减少虚拟机用户的I/O请求的处理延时,具有一定的实际应用意义。     

基于PTM的可信虚拟平台方案

在多种信息系统中,将虚拟化技术与可信计算相结合的方式是一种保障系统安全的有效手段.然而,传统基于可信平台模块(TPM)的可信系统存在着系统信任基础不明确与数据迁移计算开销大的不足.本文应用便携式可信模块(PTM)信任模型,基于Xen虚拟化平台提出了一种客户端可信虚拟化平台方案——OASIS,设计并实现了OASIS平台结构、可信启动信任链建立方法及数据迁移机制.本方案具有灵活高效、以用户为中心的特点,使用PTM作为系统信任基础,为用户提供个人化可信计算环境,为用户在多平台间漫游的应用场景提供极大的便利性.原型系统测试结果表明,本方案具有可行性.     

网格环境下虚拟战场模型的研究

虚拟现实技术是目前一门较为流行的具有高科技幻想性技术,其目的是构造出一个融合了视觉、听觉和触觉的3维虚拟世界,使用户犹如身临其境;网格计算是一个分布式和并行计算的支持平台,是一种无缝、集成计算和协同环境。文中所阐述的虚拟现实战场就是一个建立在网格计算环境下虚拟现实的典型实例,它充分利用了网格计算环境所提供的强大计算能力,为各网格用户之间的相互感应和实时交互给予了很好的支持。首先从整体上分析该网格的整体框架,得到应用层———虚拟现实战场在网格环境下的设计模型,并在设计框架中给出战场模型的5大子模块,然后进一步详细阐述系统的实现技术和特点,最后对该系统性能进行测试验证该虚拟现实战场模型具有良好的可扩展性和实时性。     

Information transfer model of virtual machine based on storage covert channel

Aiming at the problem that virtual machine information cannot be extracted incompletely, we extend the typical information extraction model of virtual machine and propose a perception mechanism in virtualization system based on storage covert channel to overcome the affection of the semantic gap. Taking advantage of undetectability of the covert channel, a secure channel is established between Guest and virtual machine monitor to pass data directly. The Guest machine can pass the control information of malicious process to virtual machine monitor by using the VMCALL instruction and shared memory. By parsing critical information in process control structure, virtual machine monitor can terminate the malicious processes. The test results show that the proposed mechanism can clear the user-level malicious programs in the virtual machine effectively and covertly. Meanwhile, its performance overhead is about the same as that of other mainstream monitoring mode.     

Building a Portable File System for Heterogeneous Clusters

Existing in-kernel distributed file systems cannot cope with the higher requirements in wellequipped cluster environments, especially when the system becomes larger and inevitably heterogeneous.TH-CluFS is a cluster file system designed for large heterogeneous systems. TH-CluFS is implemented completely in the user space by emulating the network file system (NFS) V2 server, and is easily portable to other portable operating system interface (POSIX)-compliant platforms with application programming/binary interface API/ABI compliance. In addition, TH-CluFS uses a serverless architecture which flexibly distributes data at file granularity and achieves a consistent file system view from distributed metadata. The global cache makes full use of the aggregated memories and disks in the cluster to optimize system performance.Experimental results suggest that although TH-CluFS is implemented as user-level components, it functions as a portable, single system image, and scalable cluster file system with acceptable performance sacrifices.     

PC端Android模拟器操作系统虚拟化技术的实现

为了解决传统方法工作量很大,虚拟化效率低,无法保证运行安全性,虚拟化性能低的问题,提出一种新的PC(personal computer)端Android模拟器操作系统虚拟化技术。设计PC端Android模拟器操作系统虚拟化技术框架,对框架内核层进行详细分析。在内核层中,于Linux内核构造若干互相独立容器,在各容器中运行独立的Android模拟器操作系统,实现设备隔离。利用容器API(application programming interface)对命令进行调用,实现对容器的管理。用Sensor代表传感器,利用Sensor Manager的int type法达到实例化的目的。通过ARM(advanced reduced instruction set computer machines)虚拟化技术实现硬件辅助虚拟化,ARM虚拟化扩展通过两阶段页表转换管理设备虚拟化,安全扩展通过计算信任值进行管理,设定信任阈值,只允许高于信任阈值的节点访问。结果表明,所提方法有很高的隔离安全性,性能损耗低,说明所提方法整体性能优。     

基于便携测温测厚仪的沥青摊铺质量可视化实时管理

为避免公路沥青路面施工过程中施工温度和摊铺厚度数据记录的人为因素干扰,研制了用于沥青摊铺厚度、施工温度测量和同步定位的便携式测温测厚仪。为实现沥青摊铺质量可视化实时管理,构建了公路施工三维可视化模型,提出了监测信息三维网络可视化集成模型,并基于该便携式装置开发了网络环境下公路路面沥青摊铺厚度温度可视化实时管理系统。应用该系统对天津某高速公路沥青摊铺进行监控,除极少数测点的摊铺厚度和初压温度之外,摊铺温度和终压温度合格率均达到100%。工程应用表明,路面沥青摊铺厚度和施工温度得到良好控制,该系统有助于提高沥青路面摊铺质量管理的效率与水平。     

基于虚拟桌面架构的实验机房环境构建

随着机房PC设备的增加和软件环境的复杂化,传统机房维护方法的局限性越来越突出。师生希望机房能提供更加多样化的计算机环境,而维护人员则期望实现规范化的管理,保持计算机环境的统一性。重点探讨如何利用＂虚拟化＂技术协调机房管理中二者之间的矛盾。在高校＂私有云＂平台基础上,通过虚拟桌面技术构建高可靠、易维护的机房管理环境,保障各种实验环境间的快速切换。给出了构建虚拟桌面环境所需要的基本组成模块及各模块承担的作用,分析机房管理重心从维护前台PC到监管后台服务资源的转变过程,强调对服务端物理资源的监管、分配和回收等方法,总结虚拟桌面架构下机房管理的改进和经验,最终为师生上机实验提供个性化的、易用的、高性能的CAI环境。     

环境监测仪器的虚拟化对策

针对我国环境监测仪器的发展现状,指出了对环境监测仪器实行虚拟化是环境监测仪器的发展趋势;结合环境监测仪器的原理与结构,提出了应从开发具有自主知识产权的分析软件,发展虚拟化的物理污染监测仪器,开发网络化虚拟仪器3个方面实施环境监测仪器的虚拟化。     

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。     

虚拟化技术在企业信息安全中的应用研究

针对信息技术在煤炭企业的应用现状,提出虚拟化在企业的应用框架。给出基于虚拟化技术的数据集成平台体系结构及实现方法,研究服务器虚拟化、存储虚拟化和桌面虚拟化三方面的应用,该应用可为企业数字化建设和发展提供借鉴。     

基于虚拟化的慕课(MOOCs)平台架构研究

慕课平台是数字化环境下慕课建设和推广的重要组成部分.描述了慕课平台目前存在的问题、慕课平台虚拟化方案、慕课平台虚拟化原理、慕课平台VMware服务器组件和功能、慕课平台VMware服务器虚拟化系统架构、慕课虚拟化系统推荐配置、关键技术与实现,对如何利用虚拟化对慕课平台进行了架构研究.