[發明專利]一種基于多核平臺虛擬機的進程遷移跟蹤方法

無效

• 申請號: 200910084822.1
• 申請日: 2009-05-25
• 公開（公告）號: CN101561769A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: 白躍彬;張良;魏鑫
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F9/48
• 分類號: G06F9/48;G06F9/455
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種基于虛擬機的進程遷移的跟蹤方法，特別是涉及一種基于多核平臺的虛擬機客戶操作 系統中進程遷移的跟蹤方法。

背景技術

隨著硬件技術的進步，現今多核處理器已經越來越流行，價格也越來越便宜。作為世界上最主要的兩 大處理器生產商，Intel和AMD分別發布了面向普通用戶的4核處理器。同時，虛擬化作為一個廣義的概 念，描述了一種對于計算機資源的抽象，它可以理解為一種框架或者理論將計算機資源分割成為多個可以 獨立執行的計算環境，它們在一臺物理服務器硬件上通過虛擬機監視器(Virtual?Machines?Monitor- VMM)或者虛擬環境(Virtual?Environments-VEs)被劃分和創建。但是，多核處理器和虛擬化技術都 有它們天生的弱點，現在很少有研究關注將這兩者結合的主題，可是實際上這種方法能夠很好的發揮它們 各自的優勢并抵消各自的缺陷。將二者結合并創建一種全新的基于多核的虛擬機結構，并將虛擬機監視器 的一些特定功能指定給特定的內核，這種結構也考慮將運行在客戶操作系統中的進程分類并將它們綁定在 對應的物理內核上，用這些方法以期望獲得更高的性能。為了驗證這樣的期望以及綁定機制的有效性，我 們需要一種方法來獲取并監控客戶操作系統中的進程和處理器物理內核的映射關系，用這些信息來反映客 戶操作系統的進程在處理器內核上的遷移過程。我們提出了這樣一種方法，它的實現是通過客戶操作系統 的內核和虛擬機監視器的合作來完成。

目前有一些相關的工作，它們都用來監控系統的狀態。同時在Linux操作系統中，根目錄下的/proc 文件夾也可以提供很多有用的文件來反映系統運行的實時信息。Hannu和Lauri共同開發的工具Torsmo可 以顯示處理器運行和休眠的狀況，和它類似的工具還有conky。sysstat(http://pagesperso-orange.fr)可以 獲取處理器的全面信息，例如全局信息，每一個內核的信息并支持虛擬化技術。Hisham?Muhammad的團隊 開發了工具htop，類似于Linux的命令top，它是一種交互式的進程查看工具。但是，這些工具都不能關 注到如何反映進程和它運行所在的處理器內核的關系，監視進程在處理器內核上的遷移過程，更不用說跨 越虛擬機監視器這一層次去反映客戶操作系統中的進程和處理器物理內核之間的映射關系和遷移過程了。 我們的工作卻更關注于這些方面，以期能完整地反應和監視跨越虛擬機管理器的進程和處理器的對應關 系。

發明內容

本發明以跟蹤進程遷移為目標，通過兩次映射，跨越虛擬機監視器這一層次達到監控客戶操作系統中 的進程和物理處理器內核之間的關系，跟蹤客戶操作系統的進程在物理處理器內核上遷移的過程。具體包 括：

1.在客戶操作系統中找到控制表，從中得到進程表的入口。遍歷這個進程表，找到表示每個進程的運行 時環境的進程映像并從中提取出與處理器和進程調度結果相關的信息。

2.從客戶操作系統內核開始，通過通信機制將每個進程的與虛擬處理器編號對應關系的信息傳遞到虛擬 機監視器中。

3.在虛擬機監視器中，獲取虛擬處理器編號和物理處理器內核編號的映射關系，并將客戶操作系統的進 程和虛擬處理器的對應關系連接，即可以將客戶操作系統中的進程對應到物理處理器內核上。

4.重復這個過程，獲取每個時刻客戶操作系統進程和物理處理器內核對應的關系，即可以達到跟蹤客戶 操作系統的進程在物理處理器內核上遷移過程的目的。

與現有技術相比，本發明的創新之處在于：跨越虛擬機監視器這一層，將客戶操作系統中的進程映射 到物理處理器內核上。具體體現在：

1.不僅僅關注客戶操作系統和虛擬處理器或虛擬處理器和物理處理器內核的對應關系和遷移過程，而是 溝通虛擬機監視器兩側的客戶操作系統的進程和物理處理器內核，找到它們的對應關系，跨越虛擬機 監視器這一層次跟蹤進程在物理處理器內核之間的遷移。

2.通過該方法，可以量化的評價虛擬機監視器調度客戶操作系統的進程和虛擬處理器的結果，顯示虛擬 機監視器對物理硬件資源的利用率的情況，從一個側面驗證虛擬機監視器的性能和表現。

附圖說明

圖1處理器映射的系統結構

圖2進程映像

圖3操作系統中控制表和進程表的一般結構