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基于Linux的Xen虚拟化的实现毕业论文.docx
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基于Linux的Xen虚拟化的实现毕业论文.docx
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基于 Linux 的 Xen 虚拟化的实现
[摘 要] 论文总结了当前虚拟机系统的发展现状,虚拟化技术的应用十分广泛,
已经广泛的蔓延到了其他领域,比如桌面机、台式机、笔记电脑,以及各种存储装置,
甚至于现在还可以为很多网络的装置,包括路由器来提供它的虚拟化。论文分析了虚拟
机的结构和开源 Xen 的虚拟化相关技术和介绍了 Xen 虚拟机在线迁移,在了解虚拟机的
工作原理的基础上分析本课题的任务内容,从而通过脚本程序来实现对 Xen 上虚拟机的
管理,包括虚拟机的创建、分配以及删除等工作,从而达到对 Xen 的更深入了解。本课
题采用 Red Hat Linux 5.4 系统模拟实验环境。开启宿主机对 Xen 虚拟化技术的支持,编
写程序从而在同一主机上创建多个操作系统,从而实现基于 Linux 的 Xen 虚拟化。通过
本课题的研究与实验, 深刻理解了 Xen 虚拟化的技术细节和原理,为进一步研究如何大
规模部署及调试优化虚拟机提供了宝贵的理论及实践经验。
[关键词] Linux;虚拟化;Xen;在线迁移
Implementation of the Xen Virtualization
Based on Linux Platform
Abstract: The thesis summed up the present development situation of virtual machine
system. The paper analyses the structure and the virtual machine Xen open-source
virtualization of related technologies and Xen virtual machine is introduced, in understanding
migration online virtual machine working principle is analyzed on the basis of this task
content, which through the script Xen to achieve the virtual machine, including the
management of creating virtual machine, distribution and delete etc, so as to achieve a deeper
understanding of the Xen. In research to implement deterministic recording and replaying
system, we discuss what information is needed and how to record. We also design a file
format to save these records. We add a module in the Xen hypervisor to record the
non—deterministic event of the DomU virtual machine, and to replay the running process
ofDomU using these records.
Key words:Linux; Virtualization; Xen; Live Migration
目 录
1 引言.........................................................................................................................................1
1.1 课题背景.......................................................................................................................1
1.1.1 虚拟化定义及其原理.........................................................................................1
1.1.2 Xen 虚拟化技术..................................................................................................2
1.2 课题研究现状...............................................................................................................2
1.2.1 虚拟化的主要分类.............................................................................................3
1.2.2 Xen 技术现状......................................................................................................3
1.3 本文的主要工作...........................................................................................................3
1.3.1 主要研究内容.....................................................................................................3
1.3.2 主要技术要求.....................................................................................................3
1.4 本文组织结构...............................................................................................................4
2 基本 Xen 的虚拟化相关技术................................................................................................4
2.1 虚拟机模型...................................................................................................................4
2.2 Xen 概述........................................................................................................................5
2.2.1 Xen 简介..............................................................................................................5
2.2.2 Xen 的半虚拟化..................................................................................................6
2.2.3 Xen 的全虚拟化..................................................................................................6
2.3 Xen 全虚拟化的实现....................................................................................................6
2.4 Xen 泛虚拟化的设计....................................................................................................7
2.5 Xen 的实时迁移...........................................................................................................8
3 需求分析.................................................................................................................................8
3.1 虚拟化技术...................................................................................................................8
3.2 Shell 脚本 ......................................................................................................................9
3.3 功能设计.......................................................................................................................9
3.4 程序流程图...................................................................................................................9
4 Xen 虚拟化功能实现............................................................................................................10
4.1 操作环境.....................................................................................................................10
4.1.1 硬件环境...........................................................................................................10
4.1.2 软件环境...........................................................................................................10
4.2 创建和管理虚拟机的源代码.....................................................................................10
4.3 人机交互.....................................................................................................................11
4.4 生成配置文件.............................................................................................................12
4.5 创建虚拟机.................................................................................................................13
4.5.1 使用 Xen 创建虚拟机......................................................................................14
4.5.2 Domain 销毁.....................................................................................................15
4.5.3 Domain 重启.....................................................................................................15
4.6 虚拟机的动态迁移.....................................................................................................18
4.7 虚拟机的管理.............................................................................................................20
4.7.1 管理虚拟机的途径...........................................................................................20
4.7.2 xm 命令参数列表 .............................................................................................21
4.7.3 使用 xm 命令管理虚拟机 ...............................................................................22
5 性能测试与运行...................................................................................................................25
5.1 性能参数.....................................................................................................................25
5.2 查看 Xen 的运行信息................................................................................................25
5.3 程序源代码.................................................................................................................26
6 结束语...................................................................................................................................31
参考文献...................................................................................................................................32
致谢...........................................................................................................................................33
1
1 引言
1.1 课题背景
虚拟化技术的应用十分广泛。当前虚拟化技术主要关注于服务器的虚拟化, 或在单
个主机上寄存多个独立的操作系统。虚拟化把事物从一种形式改变为另一种形式。计算
机的虚拟化使单个计算机看起来像多个计算机或完全不同的计算机。
1.1.1 虚拟化定义及其原理
虚拟化技术源于大型机。早在上世纪 60 年代,IBM 公司就发明了一种虚拟机技术
VM/360
[1]
,允许在一台主机上运行多个操作系统,从而让用户尽可能地充分利用昂贵的
大 型机资源。VM/360 的核心是一个称为虚拟机监视器(Virtual Machine Monitor)的
程序,这个程序直接在裸机上运行,向上层的程序提供精确模拟底层硬件环境的虚拟机,
虚拟机之间相互隔离,一个虚拟机的故障不会影响到其他虚拟机。
虚拟化技术与多任务以及超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作系统中
多个程序同时并行运行虚拟化,而在虚拟化技术中,则可以同时运行多个操作系统,而
且每一个操作系统中都有多个程序运行,每一个操作系统都运行在一个虚拟的 CPU 或者
是虚拟主机上;而超线程技术只是单 CPU 模拟双 CPU 来平衡程序运行性能,这两个模拟
出来的 CPU 是不能分离的,只能协同工作。
虚拟机结构如图 1-1 所示:
图 1-1 虚拟机结构
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