基于XEN的虚拟化技术优化

【 摘 要 】 在云计算蓬勃发展这个外因的驱动下，虚拟化技术作为云计算的关键技术平台也正不可逆转地发展着。虚拟化使得一台计算机上能够运行多个虚拟机，虚拟机之间有很强的隔离性，且虚拟机与硬件没有直接的关联。论文从虚拟化出现的原因入手，进而介绍UVP虚拟化平台的架构、特点以及在虚拟化平台中使用的性能优化技术、节能管理技术、安全实现技术以及UVP的增强技术等，使用这些关键技术意义在于提高系统性能、增强安全性、易于后期维护和扩展等。

【 关键词 】 虚拟化、XEN、优化设计

Optimization of Virtualization based on XEN

Chen Yu Xiao Guo-biao

（Xinhuanet Beijing 100162）

【 Abstract 】 Because of the rapid growth of cloud computing technology, virtualization, which is the key component of cloud computing, is experiencing fast development at irreversible rate. The technology of virtualization enables the operation of multiple virtual machines on one physical machine.While virtual machines can share the physical resources of a single computer, they remain completely isolated from each other as if they were separate physical machines.Virtual machines are completely independent from their underlying physical hardware.This paper initiates the research from the reason why virtualization came into being, and goes onto introduction of the structure and characteristics of the UVP virtualization platform,including thetechnologyof performance optimization, energy efficiency management, security implement and UVP's enhancement.In addtion, it states the significance of those mentioned technology, such as improving system performance, strengthening security, easysystemmaintenance and expansion and so on.

【 Keywords 】 virtualization; XEN; optimal design

1 引言

随着计算能力的不断提高，单服务器的资源利用率却反而降低，这就引发了计算资源的富余，而低水平的资源利用率催生了虚拟化技术的出现。

服务器的性能提高也由最初的依赖于CPU频率的增长转化为CPU核数的增加。多核CPU的出现，导致了计算资源由单核CPU的分时复用转变为多核CPU的并行处理。多核多CPU更加速了虚拟化技术的进程。

UVP（Unified Virtualization Platform）（基于XEN的虚拟化优化平台）通过对服务器物理资源的抽象，将CPU、内存、I/O等服务器物理资源转化为一组可统一管理、灵活调度、动态分配的逻辑资源，并基于这些逻辑资源在单个物理服务器上构建多个同时运行、相互隔离的虚拟机执行环境。通过UVP平台提供的虚拟化功能，可实现更高的资源利用率、更低的硬件采购成本和能耗以及更低的维护成本。

2 XEN系统概述

2.1 XEN 简介和工作原理

XEN 是一个基于X86架构、发展最快、性能最稳定、占用资源最少的开源虚拟化技术。XEN可以在一套物理硬件上安全的执行多个虚拟机，与 Linux 是一个完美的开源组合，Novell SUSE Linux Enterprise Server 最先采用了XEN虚拟技术。它特别适用于服务器应用整合，可有效节省运营成本，提高设备利用率，最大化利用数据中心的IT基础架构。

在XEN环境中，主要有两个组成部分。 一个是虚拟机监控器（VMM），也叫Hypervisor。XEN通过hypervisor软件层来访问物理硬件，实现在一台单独的计算机上运行多个各自独立彼此隔离的子操作系统。Hypervisor层硬件与虚拟机之间，最先被载入到硬件的第一层。 Hypervisor载入就可部署虚拟机。在XEN中，虚拟机叫做Domain。在这些虚拟机中，Domain0具有很高的特权,负责一些专门的工作。由于hypervisor中不包含任何与硬件对话的驱动，也没有与管理员对话的接口，这些驱动就由 domain0来提供了。通过domain0，管理员可以利用一些XEN工具来创建其它虚拟机（DomainU）。这些domainU属于无特权domain。

在domain0中，还会载入一个xend进程。这个进程会管理所有其它虚拟机，并提供这些虚拟机控制台的访问。在创建虚拟机时，管理员使用配置程序与domain0直接对话。