Lyn：新型轻量级虚拟化技术

论文摘要

虚拟化已然成为当今世界的热门的技术之一。通常的多任务，都需要好几台服务器才能完成，但有了虚拟化技术，这种情况就可以大为改观。目前的虚拟化包括完全虚拟化，半虚拟化和基于容器的虚拟化等等。其中半虚拟化和基于容器的虚拟化统称为轻量级虚拟化。轻量级虚拟化技术能有效提高传统虚拟化技术的质量，但往往有很高的负载，资源利用率很低。甚至在既需要资源隔离又追求负载低的特殊情况下，难以有效工作。本文提出的Lyn虚拟化技术采用模块化架构把传统轻量级虚拟化技术有机的结合起来，利用虚拟机监视器和主操作系统域组成的独立操作系统作为虚拟化平台，在其上实现了混合虚拟化技术，打破了传统轻量级虚拟化技术的瓶颈。在对安全和资源隔离性要求很高或者要求资源利用率很高的服务上有优越的表现。在完成本论文的过程中，主要做了如下工作：1．设计和实现了Lyn虚拟机框架，在新的虚拟化平台上实现了混合虚拟化技术。2．设计和实现了客户操作系统服务模块，以轻量级虚拟化技术来同时运行多个操作系统实例。解决了CPU复用，内存管理等问题。3．设计和实现了虚拟容器远程管理核心服务模块，以基于容器的虚拟化技术来对轻量级服务实现资源隔离和安全隔离。4．实现了一系列对虚拟机调试的方法。并设计了一套对虚拟机进行自动测试的框架。5．实现了友好的交互方式，可以使用户方便的进行虚拟方式选择。性能测试结果显示，相对于传统轻量级虚拟技术，Lyn技术在性能上有很大提高。Lyn虚拟技术能够在很大程度上使得服务器的利用率更高，客户机隔离性更强，企业成本更低。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 研究目的
• 1.3 本文主要研究工作及章节安排
• 1.4 本章小结
• 第二章 虚拟化技术综述
• 2.1 虚拟化技术的类型
• 2.1.1 模拟器技术
• 2.1.2 处理器虚拟化
• 2.1.3 Java虚拟机
• 2.1.4 完全虚拟化
• 2.1.5 半虚拟化
• 2.1.6 基于容器的虚拟化
• 2.1.7 Linux内建的虚拟化
• 2.2 虚拟化技术演化
• 2.2.1 虚拟化技术的历史
• 2.2.2 虚拟化技术的发展
• 2.2.3 虚拟化技术的实际应用
• 2.3 本章小结
• 第三章 Lyn虚拟机设计框架
• 3.1 Lyn系统框架设计
• 3.1.1 虚拟机监视器（VMM）
• 3.1.2 主操作系统域（Main OS Domain）
• 3.1.3 客户操作系统控制服务模块（Guest OS control services）
• 3.1.4 虚拟容器远程管理核心服务模块（VC remote-admin core services）
• 3.2 Lyn虚拟方式的选择
• 3.3 Lyn的调试与自动测试框架接口
• 3.3.1 Lyn的调试
• 3.3.2 Lyn的自动测试框架
• 3.4 本章小结
• 第四章 Lyn虚拟机主要技术实现
• 4.1 虚拟监视器的实现
• 4.1.1 虚拟监视器实现虚拟化的前提
• 4.1.2 虚拟监视器的设计方法
• 4.2 客户操作系统控制服务模块实现
• 4.2.1 CPU复用的实现
• 4.2.2 Virtual I/O pipe实现
• 4.2.3 内存管理
• 4.2.4 设备I/O实现
• 4.3 虚拟容器远程管理核心服务模块实现
• 4.3.1 CPU复用的实现
• 4.3.2 进程隔离实现
• 4.3.3 资源隔离实现
• 4.4 本章小结
• 第五章 系统性能测试
• 5.1 测试工具
• 5.1.1 SPEC INT2000
• 5.1.2 OSDB
• 5.2 测试内容
• 5.2.1 性能
• 5.2.2 相关管理工具
• 5.2.3 平台支持
• 5.2.4 迁移情况
• 5.2.5 资源分配管理
• 5.2.6 域间隔离和安全
• 5.2.7 虚拟机服务器利用率
• 5.2.8 虚拟机开通效率
• 5.2.9 虚拟化部署的预期情况
• 5.2.10 虚拟化成本
• 5.3 测试结果
• 5.3.1 根据测试内容的定性比较
• 5.3.2 系统基准测试
• 5.4 本章小结
• 第六章 总结
• 参考文献
• 致谢