一致持久的带外虚拟化系统

存储虚拟化能够全面提升存储区域网络的服务质量，而带外虚拟化与带内虚拟化相比具有性能高和扩展性好等优点．提出了运用按序操作、REDO日志以及日志完整性鉴别，共同保证带外虚拟化跨越系统崩溃或断电事故后仍旧可用；设计了一种基于关系模型的磁盘上虚拟化元数据组织方式，它具有可读性好和容易修改的优点；给出了通过分析磁盘分区表兼容典型遗留存储系统的有效方法，它具有庞大遗留系统零切割时间的特点．基于上述关键技术实现的原型系统，在典型实验中表现了很好的性能．     

海量存储网络中的虚拟盘副本容错技术

大规模存储网络中的数据可用性和读写性能越来越重要．在海量存储虚拟化系统的基础上，实现了多副本虚拟盘技术来提高网络存储的数据容错能力．同时，通过多副本选择调度与异步副本更新以及副本盘空间布局的动态调整算法，提高了系统的数据读写能力．测试结果表明，加入虚拟盘副本后，在设备数量充足情况下的读性能可提高26％；即使少量磁盘失效，读写操作也能正确执行，且读性能仍然比无副本时提高10％以上．     

基于可信计算的带外网络存储虚拟化模型的实现

随着网络数据量的飞速发展,更多的企业开始着眼于利用虚拟化技术来降企业的存储成本,存储虚拟化技术正在被广泛应用,其中采用带外的网络存储虚拟化技术是今后的趋势。带外虚拟化与带内虚拟化相比具有性能高和扩展性好等优点,但是在安全性方面还有所欠缺,因为带外方式会在每台服务器上都安装虚拟化客户端软件,此时它就有可能受到攻击。在此,可信计算理论可以解决这一问题,通过结合可信理论,将设计出一种合理、安全的带外网络存储虚拟化的模型。     

性能虚拟化存储系统的设计与实现

针对集中共享存储环境中不同应用间的性能隔离和性能保证问题,在容量虚拟化管理的基础上提出一种性能虚拟化管理机制,实现同时支持容量和性能虚拟化管理的虚拟存储系统。该系统采用扩展了接纳管理和空闲资源公平分配机制的比例带宽资源分配算法,实现虚拟磁盘间的性能虚拟化,避免多个虚拟磁盘间的性能干扰。     

一种基于Windows操作系统的存储虚拟化在线扩展技术

云计算、大数据等传统应用系统中的存储系统往往以虚拟化的形式运行在开源的Linux平台上,随着存储虚拟化技术不断成熟并向多元化发展,用户同样需要基于Windows平台的存储虚拟化服务。针对这些需求,提出一种基于Windows操作系统平台提供存储虚拟化服务的软件,可实现在Windows操作系统中创建虚拟的本地磁盘供用户使用,磁盘中的数据以条带化的形式平均分布在底层各个物理磁盘上。该软件基于海量存储网络系统TH-MSNS,在存储区域网SAN环境中为用户提供虚拟磁盘服务并支持在线容量扩展。通过测试后证明,条带卷在进行在线扩展时可以保证前台应用不中断,并且能够快速准确地完成大规模的数据迁移。当用户需要扩充虚拟磁盘的容量时,使用此项技术既可保证虚拟磁盘的可靠性又可提高扩容之后的读写性能。     

基于iSCSI的网络级存储虚拟化研究及实现

存储虚拟化技术能将各种存储资源更有效地利用起来,是存储领域最活跃的研究方向之一。该文描述了一种基于最新成为标准的iSCSI协议,在Linux2.4.18内核环境下,网络级带内存储虚拟化的实现,并提出了能够提高性能的带外实现方案。     

两级存储虚拟化模型

通过分析比较带内和带外存储虚拟化的优缺点,提出融合两种方式的新的存储虚拟化模型.该模型分别在块级和文件系统级两层都实现存储虚拟化.     

BW-VSDS:大容量、可扩展、高性能和高可靠性的网络虚拟存储系统

设计并实现了一个大容量、可扩展、高性能和高可靠性的网络虚拟存储系--BW-VSDS.和其他网络存储系统对比,它有如下的特点:1)采用带内元数据管理和带外数据访问的虚拟存储管理架构,存储管理更灵活,并且系统扩展性更好;2)在单个节点内部的多个虚拟卷、多个虚拟池和多个网络存储设备上利用存储虚拟化技术重构得到面向多种存储应用的网络虚拟存储设备,实现了3层的层次化存储虚拟化模型,对内共享存储设备的容量和带宽,对外提供不同属性的虚拟磁盘;3)采用写时按需分配策略提高了存储空间的利用率,使用数据块重组提高了I/O读写性能;4)使用设备链表和位图实现了层叠式虚拟快照,支持增量快照、写时拷贝和写时重定向机制,实现源卷和快照卷的数据共享;5)提出结合带外存储虚拟化管理的后端集中的带外冗余管理结构,数据读写直接访问存储节点,冗余管理节点在磁盘上以日志方式缓存从存储节点镜像写的数据,然后在后台进行RAID5冗余计算,提高了活跃数据的可靠性,减轻了冗余计算对写性能的影响.     

虚拟化的最优实现

企业级的存储容量和处理能力迅速增长，对高可用的需求日益增加．随之而来的就是存储区域网络(SAN：STORAGE AREA NETWORK)。存储虚拟化提供了集中、统一的存储资源管理界面，为复杂SAN环境下的存储提供了优秀的管理性存储虚拟化的目标是提供一种适用于各种存储系统和网络环境的、廉价的、对系统性能没有影响的、具有很好弹性的存储管理模式．并且所需的投资最少。目前，存储虚拟化有三种架构类型：A、基于磁盘存储子系统；B、基于主动机系统；C、基于存储网络。这三种不同的方式各有优缺点，本文力求讨论不同的实现方式．寻求最优实现方式．     

基于可信计算的带外网络存储虚拟化模型的实现

近些年来,我国的计算机技术发展的速度可谓是突飞猛进,不但生产出很多先进的计算机信息技术,同时还将这些信息技术应用到社会的各个领域之中,发挥出巨大的作用。带外网络存储虚拟化模型是计算机技术中的重要组成部分,是降低企业存储成本的重要技术。这种技术具有更好的性能和优点,是企业中更趋向运用的计算机信息技术。但是,这种带外虚拟化存储系统在安全性能方面是比较脆弱的,很容易受到外部攻击。这就促使人们寻求一种可信的带外存储模式,以提高模式的安全性能。基于此,本文将对可信计算的带外网络存储虚拟化模型的实现进行简要的探讨。     

基于虚拟设备的虚拟交换机设计

网络虚拟化为共享在同一主机上的多个虚拟机创造了一个新的网络接入层。传统模式网络部署方式已经不能满足虚拟化部署环境对网络的要求。这个新的虚拟网络接入层合理的隔离了系统软件和实际的物理设备,虚拟网络接入层还提供了物理网络层不具有的优势,例如灵活的软件配置,弹性的功能扩展。设计虚拟网络交换机,通过采用虚拟设备引入一个软件抽象层,该抽象层将流量从物理网络元素中分离出来。通过这些虚拟设备可以合理动态的管理虚拟化网络资源,有效的整合这些虚拟网络元素。介绍虚拟交换机是如何设计的,可以用来解决虚拟环境中虚拟机跨子网的流动性和虚拟主机之间流量的逻辑隔离等问题。     

虚拟化环境下面向多目标优化的自适应SSD缓存系统

以SSD为代表的新型存储介质在虚拟化环境下得到了广泛的应用,通常作为虚拟机读写缓存,起到优化磁盘IO性能的作用.已有研究往往关注SSD缓存的容量规划,依据缓存读写命中率评价SSD缓存分配效果,未能充分考虑SSD的服务能力上限,难以适用于典型的分布式应用场景,存在虚拟机抢占SSD缓存资源,导致虚拟机中应用性能违约的可能.本文实现了虚拟化环境下面向多目标优化的自适应SSD缓存系统,考虑了SSD的服务能力上限.基于自适应闭环实现对虚拟机和应用状态的动态感知.动态检测局部SSD缓存抢占状态,基于聚类方法生成虚拟机的优化放置方案,依据全局SSD缓存供给能力确定虚拟机迁移顺序和时机.实验结果表明该方法在应对典型分布式应用场景时可以有效缓解SSD缓存资源的争用,同时满足应用对虚拟机放置的需求,提升应用的性能并兼顾应用的可靠性.在Hadoop应用场景下,平均降低了25%的任务执行时间,对IO密集型应用平均提升39%的吞吐率.在ZooKeeper应用场景下,以不到5%的性能损失为代价应对了虚拟化主机的单点失效带来的虚拟机宕机问题.     

虚拟环境下Web服务动态负载均衡策略改进

为了提高Web服务集群的伸缩性和自动化能力,从虚拟化和负载均衡两方面研究集群系统,对现有负载采集策略做了改进,设计并实现了一种可根据负载值自动控制集群规模的模型XCluster。新模型运行在Xen提供的虚拟化环境中,实时监视宿主机层和虚拟机层的负载状态,随着集群系统总负载的增长,逐渐引入新的虚拟机来扩大集群规模,同时将任务合理分配到各个虚拟机节点上;当总负载下降时,逐渐关闭虚拟机缩小集群规模,释放出来的硬件资源又可以提供给其他集群系统使用。理论分析和实验结果表明,XCluster只需占用很少的网络通信量完成信息收集和命令下达,能够充分利用虚拟机易于管理的优势完成后端节点的调度,并且在任务总量相同的情况下,使用尽可能少的集群节点来执行任务。     

一种采用带外虚拟化技术的网络存储系统

介绍一种基于带外虚拟化技术的网络存储系统,简称BW-VSDS,它具有以下特点:(1)采用两级带外虚拟化数据管理模型以充分发挥单个存储节点的I/O能力并释放存储网络的承载能力;(2)采用分布式数据存储管理协议以协同多个存储节点有效实现高级数据存储语义;(3)支持多种数据传输协议以适用于不同的应用环境.目前该系统已应用于视频监控、信息处理和企业办公等多个领域.     

Performance evaluation of Web server workloads in Xen‐based virtualized computer system: analytical modeling and experimental validation

Recent developments in the field of virtualization technologies have led to renewed interest in performance evaluation of these systems. Nowadays, maturity of virtualization technology has made a fuss of provisioning IT services to maximize profits, scalability and QoS. This pioneer solution facilitates deployment of datacenter applications and grid and Cloud computing services; however, there are challenges. It is necessary to investigate a trade‐off among overall system performance and revenue and to ensure service‐level agreement of submitted workloads. Although a growing body of literature has investigated virtualization overhead and virtual machines interference, there is still lack of accurate performance evaluation of virtualized systems. In this paper, we present in‐depth performance measurements to evaluate a Xen‐based virtualized Web server. Regarding this experimental study; we support our approach by queuing network modeling. Based on these quantitative and qualitative analyses, we present the results that are important for performance evaluation of consolidated workloads on Xen hypervisor. First, demands of both CPU intensive and disk intensive workloads on CPU and disk are independent from the submitted rate to unprivileged domain when dedicated core(s) are pinned to virtual machines. Second, request response time not only depends on processing time at unprivileged domain but also pertains to amount of flipped pages at Domain 0. Finally, results show that the proposed modeling methodology performs well to predict the QoS parameters in both para‐virtualized and hardware virtual machine modes by knowing the request content size. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.