基于半虚拟化设备模型的域间数据传输系统

论文摘要

近几年,虚拟化技术在资源整合以及安全隔离等方面的优势日渐突出,成为学术界和工业界关注的热点。然而,虚拟机天然的隔离特性使得虚拟机之间的通信和数据传输变得非常困难。目前,虚拟机之间进行通信和数据传输的常用方法是虚拟网络,但是,这种方法不能保障数据传输的高可靠和低延迟,尤其是在虚拟网络环境下,数据的传输并非通过真实的原生网络设备而是虚拟网络设备,从而导致数据传输质量更加难以保障,不仅如此,网络本身也很容易受到攻击。基于半虚拟化设备模型的域间数据传输系统IDTS,有效的解决了上述问题,该系统的特色在于:其数据传输并不通过网络,而是采用域间共享内存的方法进行域间双向数据传输,从而提高数据传输效率;不仅支持一对一的域间双向通信,同时支持一对多的域间双向通信,从而为更多的应用提供支持。IDTS系统基于传输层、驱动层和链路管理层三个层次进行数据传输,其中传输层作为应用程序与驱动层之间的桥梁和纽带,为应用程序的域间数据通信提供控制服务和数据服务;驱动层是整个系统的核心,通过设备驱动,以域间共享内存的方式为传输层的控制服务和数据服务提供访问共享数据通道和共享控制通道的接口,同时进行任务管理和调度;链路管理层位于系统底层,主要负责域间通信链路管理,包括连接建立和连接拆除,分别完成域间共享内存、事件通道的创建和释放,为驱动层提供支持。系统测试与结果分析表明:与TCP/IP网络传输相比,IDTS系统的数据传输往返延迟降低了3.6倍;后端域到前端域、前端域到后端域的数据传输吞吐率分别提高到6.2倍和1.2倍。从以上的数据可以看出,IDTS系统的整体性能显著优于TCP/IP网络的性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 问题提出
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 背景与研究内容
• 1.4 文章框架结构
• 2 域间数据传输系统的设计
• 2.1 域间数据传输系统简介
• 2.2 域间数据传输系统的设计思路
• 2.3 体系结构与功能模块
• 2.4 工作机制与处理流程
• 2.5 关键问题与难点分析
• 2.6 小结
• 3 域间数据传输系统的主要实现技术
• 3.1 数据通信
• 3.2 设备驱动
• 3.3 任务管理与调度
• 3.4 域间通信链路管理
• 3.5 小结
• 4 系统测试与结果分析
• 4.1 测试环境
• 4.2 功能测试
• 4.3 性能测试
• 4.4 小结
• 5 总结及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读学位期间申请的国家发明专利目录