论文部分内容阅读
虚拟化技术沉寂了几十年后又一次受到了人们广泛的关注,尤其随着计算系统规模的不断扩大,引发了日益受到人们重视的系统的可信赖性的问题,而虚拟化技术作为改善系统的可信赖性等问题的有效方法而重新受到重视。应用虚拟化技术来构建具有高可信赖性的系统目前已成为研究热点和企业应用的新宠,几乎所有的成果和产品都宣称提高了计算系统的可信赖性,但是很少能给出具体的量化指标。这种状况很大程度上是因为目前无论在学术界还是在产业界,都缺乏一种对虚拟化系统可信赖性的具体可行的量化方法。
本文针对以上问题,为解决虚拟化技术如何改善系统可信赖性的问题,我们首先给出虚拟化系统可信赖性的一整套量化方法(dependability),包括可靠性(Reliability)、可用性(Availability)、可维护性(Maintainability)等多方面属性,然后介绍了现有虚拟化技术在改善系统可信赖性等方面的关键技术,在此基础上,为解决虚拟化系统可信赖性的度量问题,我们提出了虚拟化系统的Markov模型,通过对模型的分析得到可信赖性的各个指标,得出了虚拟化技术确保系统可信赖性应该满足的条件,以及给出了如何通过各个部件的数目或者参数设置来进一步提高系统可信赖性。
其次,本文提出了虚拟化系统的多个结构,遍历了所有可能的用于满足不同用户需求的架构,并综合分析出了一种通用的结构,给出了该结构的模型,并进行了可信赖性分析,得出影响系统可信赖性的关键因素在于Hypervisor层的数量以及自身设置,从而为用户以及科研机构提供了可比较、可度量的多重选择,为多样化的选择提供了参考指标,满足对于系统可信赖性的不同要求以及根据具体情况选择不同架构的实际需求。
虚拟化技术的一系列主要机制是改善系统可信赖性的关键,但是目前的研究仅限于对其定性的描述,对于其如何实现对系统可信赖性的保证没有给出一个定量的解释。本文应用Xen虚拟化技术在多个硬件平台上搭建了linux虚拟化系统试验平台,建立了多个虚拟机,实现了动态迁移这一关键机制,并给出了动态迁移过程的数学模型,验证了虚拟化技术主要机制对系统可信赖性的改善情况,最后分析得出了如何改善迁移过程中对系统可信赖性影响的诸多因素,以及给出了如何改善的方法。