虛擬化環(huán)境下的內存臟數據回寫機制研究.pdf

1、在以機械磁盤為存儲介質的計算機系統(tǒng)中,數據讀寫操作的效率和可靠性將直接影響整個計算機系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。為了在存儲介質的讀寫速度、容量以及成本價格方面做出權衡,現代計算機操作系統(tǒng)一般采取了以高速緩存、內存以及機械磁盤所組成的三級存儲結構,操作系統(tǒng)會在內存中專門開辟出一塊空間作為磁盤緩存。在這種結構中,磁盤數據寫操作的方法通常分為兩種:寫直達法和寫回法。如何在這兩種寫方法之間做出權衡以使得系統(tǒng)既具有較好的可靠性又具有較高的磁盤讀寫性能是一

2、個亟待解決的問題。
　　基于開源虛擬化平臺 Xen的內存臟數據回寫系統(tǒng)(VWrite)利用計算機系統(tǒng)虛擬化環(huán)境的結構特點和用戶使用習慣,實現了一種兼有寫直達法和寫回法優(yōu)點的磁盤數據寫操作的方法。此方法通過修改虛擬機塊設備前后端驅動程序,在虛擬機管理器中為每個虛擬機建立塊級別的虛擬機磁盤緩存。虛擬機中的應用程序均采取寫直達的方式,將數據直接寫到位于虛擬機管理器的虛擬機磁盤緩存中,當虛擬機意外崩潰時,虛擬機管理器可以將對應的虛擬機磁盤

3、緩存上的數據寫入物理磁盤,以防止虛擬機數據的意外丟失。同時,與傳統(tǒng)寫直達方式不同的是,虛擬機中的應用程序只需要將數據寫到磁盤緩存即可返回,無需等待數據被寫入慢速的物理磁盤,從而在保證虛擬機數據完整性的情況下大幅度提高了傳統(tǒng)寫直達法的效率。另外,此系統(tǒng)還做了以下工作來進一步提高虛擬機磁盤I/O的性能:在虛擬機管理器中選擇合適的磁盤I/O調度算法以減小其對虛擬機磁盤I/O的性能影響;將虛擬機磁盤緩存中的請求進行統(tǒng)一的排序和合并以提高虛擬機隨