摘要：

飛騰1000CPU是由國防科學技術大學計算機學院自主研制的高性能64位通用處理器,具有硬件級虛擬化能力,該CPU目前已實現基于Hypervisor的虛擬化技術,最多可支持64個分區,每個分區可以運行自己獨立的操作系統,擁有自己獨立的計算,存儲資源.但是Hypervisor這種強獨立性虛擬化技術犧牲了系統的執行效率,而國產飛騰CPU本身的性能與國外主流CPU相比相差一個數量級.因此,迫切需要研究飛騰平臺上輕量級的虛擬化技術,本課題在飛騰平臺上重點研究一種輕量級的虛擬化解決方案-----基于容器的虛擬化技術,并在麒麟操作系統上設計實現了FTContainer框架. 本課題首先深入分析了當前主流的容器虛擬化軟件的優缺點,提出了基于飛騰CPU的容器虛擬化架構FT-Container框架,并在麒麟操作系統上進行了實現.該框架由應用隔離模塊,資源管理模塊以及動態遷移模塊三個部分組成.應用隔離模塊在麒麟操作系統內核上為各種應用創建多個虛擬的執行環境,并為運行于其中的應用程序提供隔離的環境.資源管理模塊通過內核的Cgroups機制對容器的資源進行分配,這些資源包括CPU,內存,設備IO等.動態遷移模塊實現了容器鏡像在飛騰服務器之間實時遷移,該鏡像包含了容器的執行狀態,打開的文件,緩沖區信息,虛擬CPU狀態信息等. 然后,針對FTContainer框架中的應用隔離技術問題,提出了一種基于完整上下文的強隔離方法,通過在容器中封裝PID,文件系統,IPC,UTS,用戶以及網絡命名空間實現應用程序的隔離,不同容器中的命名空間不存在指針引用其他空間的對象,該方法為容器提供了完整的運行上下文和增強的隔離性;針對FTContainer框架中的資源管理技術問題,提出了基于進程組的兩級資源管理方法,結合Cgroup機制與Beancounter技術實現了進程組的資源控制和容器使用資源的統計,實現了/proc文件系統的虛擬化,為容器的資源控制提供了便利;提出了兩級公平CPU調度,兩級公平磁盤配額算法,通過容器的CPU份額,磁盤份額實現了CPU調度和磁盤配額的公平性,為系統資源的調度提供了很好的靈活性;針對FTContainer框架中的動態遷移技術問題,提出了基于進程檢查點的動態遷移方法,通過在容器中引入進程檢查點保存運行的上下文信息,通過預拷貝策略以及rsync同步機制實現了零宕機的容器平滑遷移. 最后,本文使用Lmbench,Unixbench以及IOZone對支持FTContainer的麒麟操作系統和裸麒麟操作系統進行了性能評測.測試表明支持FTContainer的麒麟操作系統的性能大致上與裸麒麟操作系統相當,比基于Hypervisor的麒麟操作系統性能提高了61%.

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的飞腾服务器虚拟化,基于飞腾平台的容器虚拟化技术研究的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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