[發明專利]一種I/O任務處理的方法、設備和系統

在審

• 申請號: 201480037746.8
• 申請日: 2014-12-27
• 公開（公告）號: CN105556473A
• 公開（公告）日: 2016-05-04
• 發明（設計）人: 陳巖
• 申請（專利權）人: 華為技術有限公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F13/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明實施例涉及計算機領域，尤其涉及一種虛擬化環境下輸入/輸出(Input/Output， 簡稱I/O)任務處理的方法、設備和系統。

背景技術

虛擬化技術起源于對分時系統的需求，主要的目標是在一臺主機上運行多個操作系統， 以便充分利用大型機上昂貴的計算資源。隨著x86處理器的性能提升以及應用的普及，虛擬 化技術的發展也開始進入x86架構領域。特別是20世紀90年代末期，虛級化軟件廠商為x86 平臺上的虛擬化技術應用開辟了道路，提供了以虛擬機監控器(VirtualMachineMonitor， 簡稱VMM)為中心，對PC服務器平臺虛擬化的軟件解決方案。虛擬機(VirtualMachine， 簡稱VM)負責在一個硬件平臺上虛擬多個獨立的、指令集架構(instructionsetarchitectur， 簡稱ISA)和實際硬件相同的虛擬硬件系統，其中每個虛擬硬件系統均可運行不同的操作系 統，即用戶操作系統(GuestOS)。用戶操作系統將通過虛擬機監控器VMM來訪問實際的物理 資源。

在虛擬化應用場景下，每個服務器上都會運行虛擬機管理器(Hypervisor)軟件， Hypervisor是虛擬化的基礎軟件。Domain0為Hypervisor之上的一個特殊虛擬機，該虛擬機 用來完成對各個虛擬機的交互以及一些外設模擬、外設訪問等功能。通常，也會將用戶域 (GuestDomain)叫做前端，驅動域或Domain0叫做后端，相應的，將驅動域或Domain0中 運行的驅動稱為前端驅動，在DomainU中運行的驅動叫做后端驅動。目前虛擬化最常用的 I/O任務處理方式是通過前后端驅動，靠前端驅動和后端驅動協同工作來完成通信,前端驅動 將虛擬機內部的I/O請求通過輸入輸出(InputandOutput，簡稱IO)環導入到Hypervisor 層進行后端驅動處理并提交給物理設備。以Xen虛擬化為例，Xen采用了分離設備驅動模型 來實現I/O的虛擬化。該模型中設備驅動包括前端驅動程序、后端驅動程序，其中前端驅動 在用戶域(GuestDomain)虛擬機中運行，這里的GuestDomain虛擬機可以理解為普通的虛 擬機，也可以稱作DomainU，而后端驅動在管理域虛擬機Domain0中運行。前端驅動負責將 用戶域操作系統(GuestOperatingSystem，簡稱GuestOS)的I/O請求傳遞到Domain0中 的后端驅動，并接受來自后端驅動的處理結果返回給GuestDomain。后端驅動對I/O請求 解析并映射到物理設備，提交給相應的設備驅動程序控制硬件完成I/O操作，從而完成Guest Domain的I/O操作，隨后把處理結果返回。

現有技術中，后端驅動對虛擬機的I/O請求的處理是基于慢速存儲介質設計的，I/O處 理能力取決于中央處理器(CentralProcessingUnit，簡稱CPU)核(core)的處理能力， 在高速存儲介質，如固態磁盤(SolidStateDisk，簡稱SSD)和內存盤(RamDisk)等開始 在虛擬化場景中大量應用的情況下，這種處理方式逐漸成為虛擬化的I/O處理速度的瓶頸， 從而在虛擬化場景下無法發揮出高速存儲應有的效果，I/O處理速度無法有效提升。所以， 需要開發新的技術，來解決這一問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例提供了一種I/O任務處理的方法、設備和系統，以實現并行處 理I/O操作的功能。

第一方面，本發明實施例提供了一種I/O任務處理方法，

所述IO任務處理方法應用于虛擬化系統，所述虛擬化系統包括管理域虛擬機和用戶域虛 擬機，包括：

接收所述用戶域虛擬機對所述用戶域虛擬機的存儲設備進行I/O操作的I/O請求；

根據所述I/O請求，確定所述I/O請求要操作的存儲設備區域，其中，所述存儲設備分 為N個存儲設備區域，N為大于1的自然數；

將所述I/O請求分發給所述I/O請求要操作的存儲設備區域對應的后端線程，其中，所 述N個存儲設備區域與N個后端線程一一對應，所述N個后端線程由管理域虛擬機生成，并 運行在所述管理域虛擬機中，每個后端線程用于處理對所述每個后端線程對應的存儲設備區 域的I/O操作。

在第一方面第一種可能的實現方式中，所述將所述I/O請求分發給所述I/O請求要操作 的存儲設備區域對應的后端線程，包括：