[发明专利]一种基于XEN的优化虚拟机网络模型

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用领域，特别是涉及一种基于XEN的虚拟机网络模型

背景技术

虚拟机监控器(VMM)虚拟计算平台的硬件资源，以支持多个虚拟机(VM)的同时运行。每个虚拟机独立运行一个操作系统，运行于虚拟机内的操作系统被称为客户操作系统(GOS)，虚拟机监控器为这些操作系统提供安全和高度的隔离。

Xen是运行于Intel×86上的VMM，它支持多个GOS所未有的性能和隔离性同时运行，是遵循GNU许可的开源软什。当前，运用Xen支持多个虚拟机，并且在每个虚拟机上各自运行单独的操作系统，复用计算平台的研究正逐渐成为国内外学者研究的热点。

Xen能为流行的3层架构互联网应用提供复用计算平台。3层架构互联网应用包括：(1)前端是HTTP服务器，负责处理用户输入输出：(2)中间是应用服务器，实现应用的核心功能；(3)后端是数据库服务器，存储用户数据。3层架构互联网的一个突出特点是用户仅与HTTP服务器交互，不与另外两个服务器交互。换言之，HTTP服务器是访问另外两个服务的单点入口或应用网关。

针对3层架构互联网应用，提出了在同一台宿主机上基于Xen的多个虚拟机间的通信网络优化设计：在同一台宿主机上，Xen创建和管理多个虚拟机，3层架构互联网应用中的每一层服务单独运行于一个虚拟机巾，为每个虚拟机配置更高性能的虚拟网卡，所有虚拟网卡被互连成一个虚拟机网络。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于基于XEN的优化的虚拟机网络模型，以提高虚拟机的网络性能。

为实现上述发明目的，本发明提供一种经过优化设计的虚拟机网络模型，包括XEN通信介质、VM、VMnic帧

所述XEN，用于：作为通信介质，对应于OSI中7层模型的物理层；

所述VMnic，用于：作为OSI中7层模型的链路层；

1、优选的有，上述方法中，还包括：各VM通过其XenVMNIC互联成一个计算机网络，称为XenVMnet。虚拟网卡没有前端和后端的概念，也不需要Domain0创建并启动一个专门的DVM。相反，有一个特殊的名为VM1的VM。VM1至少有两个网卡：一个是Xen的宿主机的物理网卡，与宿主机以外的其他计算机相连；另一个是XenVMNIC，与其他VM相连连。除了VM1，所有其他VM中没有一个能与宿主机以外的计算机相连的网卡。与标准模型相比，优化模型中的虚拟机间直接通信，不需DVM的介入，也不需要网桥设备的转发操；为方便通信双方转移该页的所有权，标准和优化两个模型中的GOS都要为每帧分配一页大小的套节字缓冲块，XenVMNIC的最长帧是4096B，而标准模型的对应值是1500B，因此，新模型减少了要转移的帧数；优化模型的4096B最长帧还显著减少了每个套节字缓冲池内部碎片，显著降低了用于内部碎片合并的时间。XenVMnic有校验和卸载功能(TCO)，使得它通知上层TCP/IP协议栈不要计算校验和。进一步，因为通信双方通过共享内存进行数据传输的无码率很低，设计也取消了XenVMNIC链路层校验和的计算。XENVMNIC的创建是在VM启动并初始化其GOS装载前进行的。算法如下：

启动Domain0，它创建一个网络接口设备Xenvmnic0

For(对所有N个需要创建和启动的VM)

{

Domain0创建第i个VMi的网络接口设备XENVMNIC i，i＝1，2，...，N

Domain0创建虚拟机间事件通道IEC(VMj，VMi)，j＝0，1，...，i-1；

}

在N个用户VM启动以后，Xen上总共运行N+1个VM。每个VM有一个网路接口设备XenVMNIC，每个XenVMNIC有N个中断源，这些中断源能被另外的N个VM所分别触发，每个XenVMNIC也有N个SMR，它们分别与另外N个VM一一对应。

本发明还提供一种基于Xenvmnic帧，包括：XenVMNIC实现了XenVMNet网络的链路层，一个XenVMNet帧最长4096B，有如下字段：

(1)“VM标识”字段2个宁节，标识接收XenVMNet帧的目标VM；(2)“协议类型”字段2个字节，标识XenVMNet帧所携带的网络层协议类型，如IP协议类型等；(3)“长度”字段2个字节，标识XenVMNet帧所携带的净荷长度：(4)“净荷”字段标识XenVMNet帧所携带的净荷，最人净荷长度为4090B：