[發(fā)明專利]一種基于KVM混合式設(shè)備虛擬化方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410840861.0
• 申請日: 2014-12-29
• 公開（公告）號: CN104503825B
• 公開（公告）日: 2017-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李兵兵;林春;黃敏;賈瓊;于海龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455;G06F9/48
• 代理公司: 西安長和專利代理有限公司61227
• 代理人: 黃偉洪

1.一種基于KVM混合式設(shè)備虛擬化系統(tǒng)，包括Linux內(nèi)核、KVM虛擬機(jī)、KVM模塊、QEMU模擬代碼模塊、KVM虛擬機(jī)監(jiān)控器以及設(shè)有I/O設(shè)備的物理機(jī)，其特征在于，還設(shè)置有虛擬機(jī)訪問I/O路徑選擇控制器；

所述基于KVM混合式設(shè)備虛擬化系統(tǒng)的基于KVM混合式設(shè)備虛擬化方法包括如下步驟：

S1空閑的I/O設(shè)備的集合用E表示，被占用的I/O設(shè)備的集合用B表示，被KVM虛擬機(jī)以直接I/O虛擬路徑訪問的I/O設(shè)備的集合用B_d表示，被KVM虛擬機(jī)以設(shè)備模擬I/O虛擬路徑訪問的I/O設(shè)備的集合用B_s表示；記B_d中每個(gè)I/O設(shè)備還需執(zhí)行任務(wù)的時(shí)間為T_d，選擇出T_d<T₀的I/O設(shè)備，組成集合B_p，其中，T₀為任務(wù)等待的門限值；

S2記每次開啟需要訪問I/O設(shè)備的KVM虛擬機(jī)數(shù)目為K，而Ne和Nbp則分別表示集合E和集合B_p中元素的個(gè)數(shù)；虛擬機(jī)訪問I/O路徑選擇控制器通過Ne、Nbp和K的關(guān)系比較為KVM虛擬機(jī)選擇最優(yōu)的I/O虛擬路徑訪問I/O設(shè)備。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于KVM混合式設(shè)備虛擬化系統(tǒng)，其特征在于，步驟S2的具體步驟包括：

2.1)當(dāng)Ne>＝K時(shí)，K個(gè)KVM虛擬機(jī)均采用直接I/O虛擬路徑訪問空閑的I/O設(shè)備；

2.2)當(dāng)0<Ne<K且Nbp+Ne>K時(shí)，則根據(jù)一定要求的優(yōu)先級對KVM虛擬機(jī)進(jìn)行排序，分別將前Ne個(gè)KVM虛擬機(jī)以直接I/O虛擬路徑訪問空閑的I/O設(shè)備，其余的K-Ne個(gè)KVM虛擬機(jī)排隊(duì)等待B_p集合中的I/O設(shè)備，有完成處理的I/O設(shè)備時(shí)，則KVM虛擬機(jī)就以直接I/O虛擬路徑訪問該I/O設(shè)備；當(dāng)0<Ne<K且Nbp+Ne<K時(shí)，則根據(jù)相同要求的優(yōu)先級對KVM虛擬機(jī)進(jìn)行排序，前Ne個(gè)虛擬機(jī)以直接I/O虛擬路徑訪問空閑的I/O設(shè)備，剩下的Nbp個(gè)虛擬機(jī)依次排隊(duì)等待以直接I/O虛擬路徑訪問B_p中的I/O設(shè)備，最后剩余的KVM虛擬機(jī)以設(shè)備模擬I/O虛擬路徑訪問B_s中的I/O設(shè)備并使這些I/O設(shè)備上加載的KVM虛擬機(jī)均衡；

2.3)當(dāng)Ne＝0時(shí)，則根據(jù)與步驟2.2)相同要求的優(yōu)先級對KVM虛擬機(jī)進(jìn)行排序，前Nbp個(gè)KVM虛擬機(jī)排隊(duì)等待以直接I/O虛擬路徑訪問B_p中的I/O設(shè)備，剩余的以設(shè)備模擬I/O虛擬路徑訪問在B_s中的I/O設(shè)備并使這些I/O設(shè)備負(fù)載的KVM虛擬機(jī)個(gè)數(shù)達(dá)到均衡。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于KVM混合式設(shè)備虛擬化系統(tǒng)，其特征在于，步驟2.2)和2.3)中，具體是按照任務(wù)請求的優(yōu)先級對KVM虛擬機(jī)進(jìn)行排序。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種基于KVM混合式設(shè)備虛擬化系統(tǒng)，其特征在于，KVM虛擬機(jī)采用設(shè)備模擬I/O虛擬路徑訪問I/O設(shè)備的方法具體如下：

a1)KVM虛擬機(jī)發(fā)起一次I/O操作請求，被KVM模塊中的I/O捕獲代碼截獲，I/O捕獲代碼對I/O請求命令進(jìn)行相應(yīng)處理，解析出端口號，數(shù)據(jù)的大小、起始地址的信息，并把這些信息存儲(chǔ)在I/O共享頁中，I/O捕獲代碼和QEMU模擬代碼模塊通過I/O共享頁交互信息；

a2)I/O捕獲代碼以中斷的形式通知QEMU模擬代碼有I/O請求需要處理，QEMU模擬代碼收到通知后訪問I/O共享頁，從I/O共享頁中獲取該I/O請求的具體信息并模擬出對應(yīng)的I/O操作；

a3)操作完成后QEMU模擬代碼模塊把結(jié)果放回到I/O共享頁中，同時(shí)以中斷的形式通知給KVM模塊中的I/O捕獲代碼；

a4)I/O捕獲代碼從I/O共享頁中讀出操作結(jié)果，并把該結(jié)果按原路返回反饋給KVM虛擬機(jī)，這時(shí)KVM虛擬機(jī)完成了一次I/O請求操作。