基于KVM設備虛擬化技術的研究.pdf

1、移動業(yè)務的高速發(fā)展使得運營商之間競爭日趨激烈，如何降低投資成本以及提高資源利用率等是各大運營商必須解決的重要問題。針對上述問題，中國移動提出了基于集中式基帶處理池、遠端無線射頻單元和天線組成的協(xié)作式無線網(wǎng)絡以及基于開放平臺的實時云型基礎設施的C-RAN架構。集中式基帶處理可以減少覆蓋同樣區(qū)域的基站的數(shù)量，從而可以降低能耗、減少成本，實現(xiàn)業(yè)務和利潤的可持續(xù)增長。當處理單元被集中在基帶池以后，如何實現(xiàn)物理資源到虛擬資源的映射以及提高資源利用

2、率是虛擬化技術需要解決的關鍵問題。
　　虛擬化技術主要包括CPU、內(nèi)存和I/O設備的虛擬化，其中對于CPU和內(nèi)存的研究已經(jīng)較為成熟，而I/O設備虛擬化有待進一步研究，主要包括兩方面的內(nèi)容：
　?。?）物理I/O與虛擬I/O的映射關系。
　?。?）虛擬機采用何種方式訪問物理I/O設備。為了提高I/O虛擬化性能和資源利用率，論文針對第二方面進行了較為深入研究。
　　主要工作內(nèi)容有：
　　1）在基站中，物理設備資

3、源有限，而虛擬機開啟數(shù)目波動比較大，為了充分的利用物理資源，并盡量降低虛擬機訪問I/O設備的平均時延，在現(xiàn)有設備虛擬化方法的基礎上，論文提出一種混合式設備虛擬化方法。當需要訪問I/O設備的虛擬機數(shù)目大于物理機上I/O設備的個數(shù)時，虛擬機采用設備模擬I/O虛擬化方法訪問I/O設備；當需要訪問I/O設備的虛擬機數(shù)目小于物理機上I/O設備的個數(shù)時，虛擬機采用直接I/O虛擬化方法訪問I/O設備。測試及仿真結果表明，與現(xiàn)有設備虛擬化方法相比，混合

4、式設備虛擬化方法在降低虛擬機訪問I/O設備平均時延方面有一定的優(yōu)勢，同時提高了設備的利用率。
　　2）為了驗證論文提出的混合式設備虛擬化方法的可行性和性能，論文對設備虛擬化的實現(xiàn)過程進行了研究，主要包括：構建KVM虛擬化環(huán)境，在KVM平臺上配置出滿足資源需求的虛擬機（CPU、內(nèi)存大小等），并使得虛擬機可以采用不同的方式訪問I/O設備，如設備模擬I/O和直接I/O虛擬化方法。在虛擬機上實現(xiàn)了網(wǎng)卡和聲卡的虛擬化并測試了虛擬網(wǎng)卡和聲卡的