虚拟机xen内存管理研究与优化

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1、ByGuXiaofeng—SupervisedbyProf．WangJianProf．XuZaolinSchoolofComputerScienceandEngineeringSoutheastUniversityMay2010ory东南大学学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文足我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谓}的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得东南大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的洗明并表示了谢意。研究生签名：东南大学学

2、位论文使用授权声明东南大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以公布(包括以电子信息形式刊登)论文的全部内容或中、英文摘要等部分内容。论文的公布(包括以电子信息形式刊登)授权东南大学研究生院办理。摘要摘要虚拟机技术通过对硬件资源进行模拟，实现对硬件资源的虚拟化。这样，采用了虚拟机技术，一台计算机可以提供多个相同的计算机硬件平台，从而能够同时运行多个操作系统并实现它们之fnJ的相互隔离。虚拟机技术已经广泛运用到生产

3、和研究领域，如在企业服务器管理整合、系统安全、系统开发测试等领域。在众多的虚拟机技术中，虚拟机XEN具有开源、支持多种平台的特点。本文基于x86平台对XEN的内存管理进行研究。介绍了x86平台的段页式内存管理机制。因为XEN是通过修改了Lirlux的内核来实现了它的内存管理功能。所以，本文接着分析了Linux的内存管理子系统，它在软件层上实现了对x86平台的段页式内存管理机制的支持。XEN具有两种虚拟化技术——泛虚拟化技术和全虚拟化技术。泛虚拟化时，XEN使用直接模式来实现内存的虚拟化；全虚拟化时，XEN使用影子页表模式来实现内存的虚拟化。在虚拟机的应用中，通常存在着多个虚拟机运行着相同的

4、操作系统或者应用程序的情况，此时的物理内存中有些页包含了相同的数据信息，它们是可以共享的，但是XEN没有机制来共享它们。本文设计了基于内容的页共享技术对XEN的内存管理进行优化，使得XEN能够共享那些含有相同内容的内存页。基于内容的页共享技术使用哈希比较技术找出物理内存中具有相同数据内容的物理内存页，然后使用写时复制把这些物理内存页共享起来。实验结果表明在前面描述的场景中，基于内容的页共享技术能够有效地减少物理内存的使用量。关键词：虚拟机技术，XEN，基于内容的页共享，哈希比较，写时复制AbstractByslmulatmgthehardwareresources，thevirtualma

5、chinetechnjqueachievestheV1nuaJizatlonofhardwareresources·Withthevirtualmachinetechnique，onecomputercanprovide珈anY1denticalcomputerhardwareplatforms，SOthatseveraloperatingsystemscanmnonjtatthesametlmeandtheseoperatingsystemsareisolated．Virtualmachineshavemanyusagesinproductlonandresearchareas，such

6、asservermanagementandconsolidation，systemsecu帆systemdeVel叩mentandtest·Innumerousvirtualmachines，XENisw‘idelyusedandresearchedforitsopensourceandmultipleplatforms．Jnlspaper‘esearchsthememorymanagementofXENbasedonx86platform．ThesegmentandpagememorYmanagementofx86platformisintroduced．BecauseXENachiev

7、esitsmemofvmanagementbymodifyingtheLinuxkernel，thememorymanagementsystemofLinuxisanalvzed．wnlchsuPPonsthesegmentandpagememorymanagementofx86platforminsOftwarelaver．XENhastwovirtualizationtechniques，Para—virtualiz