摘要：針對于同一物理節(jié)點(diǎn)上的不同虛擬機(jī)之間網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)通信的特點(diǎn)，本文提出并實現(xiàn)了一種基于內(nèi)存共享的KVM虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信的方法，該方法能提高KVM網(wǎng)絡(luò)I/O的吞吐量。

關(guān)鍵詞：KVM；網(wǎng)絡(luò)；優(yōu)化

中圖分類號：TP391.9 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9599 （2012） 21-0000-02

1 引言

由于虛擬化技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬化技術(shù)越來越多地應(yīng)用于實際環(huán)境中。虛擬機(jī)天然的隔離特性使得虛擬化技術(shù)在服務(wù)器整合、軟件調(diào)試、系統(tǒng)安全和災(zāi)難恢復(fù)等眾多方面發(fā)揮出了重要的作用，然而這種特性也使虛擬機(jī)之間的信息交互和數(shù)據(jù)傳輸變得困難。在一些虛擬化網(wǎng)絡(luò)的實際應(yīng)用中，比如網(wǎng)格計算、web服務(wù)、分布式存儲系統(tǒng)等，虛擬機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信十分頻繁，并且這些虛擬機(jī)經(jīng)常配置在同一物理節(jié)點(diǎn)上，實際的通信過程中并不需要經(jīng)過真實的物理網(wǎng)絡(luò)。

在內(nèi)核虛擬機(jī)（Kernel-based Virtual Machine，KVM）中，對這種網(wǎng)絡(luò)通信并沒有做特別的優(yōu)化，而是將其和普通的虛擬機(jī)網(wǎng)絡(luò)通信同等對待，等待VM和宿主機(jī)操作系統(tǒng)的統(tǒng)一處理。為此，針對于同一物理節(jié)點(diǎn)上的不同虛擬機(jī)之間網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)通信的特點(diǎn)，本文設(shè)計并實現(xiàn)了一種基于內(nèi)存共享提高KVM網(wǎng)絡(luò)I/O吞吐量的方法。

2 KVM半虛擬化I/O框架及其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

目前I/O虛擬化的實現(xiàn)主要有三種：軟件I/O全虛擬化，基于類虛擬化的I/O虛擬化，基于硬件輔助的I/O虛擬化。這三種方法在KVM的I/O虛擬化框架中都或多或少的有所體現(xiàn)。例如KVM要求物理機(jī)CPU支持Intel VT/AMD-V技術(shù)，與其相應(yīng)的基于硬件輔助的I/O虛擬化技術(shù)會作為輔助手段，提高全虛擬化的QEMU提高I/O虛擬化的性能。除此之外，Russell等在2007年提出的virtio半虛擬化框架也已經(jīng)被KVM加入支持。

2.1 KVM半虛擬化I/O框架[1]

virtio是一組通用模擬設(shè)備的抽象。在KVM中，virtio是Linux內(nèi)核所提供的一個API接口，通過在Linux內(nèi)核中加入virtio抽象層，就可以通過調(diào)用virtio設(shè)計實現(xiàn)的API，實現(xiàn)為多種不同類型的VMM提供不同種類的虛擬I/O設(shè)備的目的。有了半虛擬化VMM之后，客戶操作系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)一組通用的接口，在一組后端驅(qū)動程序之后采用特定的設(shè)備模擬。后端驅(qū)動程序不需要是通用的，因為它們只實現(xiàn)前端所需的行為。圖1為virtio結(jié)構(gòu)示意圖。