[发明专利]一种I/O任务处理的方法、设备和系统

说明书

技术领域

本发明实施例涉及计算机领域，尤其涉及一种虚拟化环境下输入/输出(Input/Output， 简称I/O)任务处理的方法、设备和系统。

背景技术

虚拟化技术起源于对分时系统的需求，主要的目标是在一台主机上运行多个操作系统， 以便充分利用大型机上昂贵的计算资源。随着x86处理器的性能提升以及应用的普及，虚拟 化技术的发展也开始进入x86架构领域。特别是20世纪90年代末期，虚级化软件厂商为x86 平台上的虚拟化技术应用开辟了道路，提供了以虚拟机监控器(VirtualMachineMonitor， 简称VMM)为中心，对PC服务器平台虚拟化的软件解决方案。虚拟机(VirtualMachine， 简称VM)负责在一个硬件平台上虚拟多个独立的、指令集架构(instructionsetarchitectur， 简称ISA)和实际硬件相同的虚拟硬件系统，其中每个虚拟硬件系统均可运行不同的操作系 统，即用户操作系统(GuestOS)。用户操作系统将通过虚拟机监控器VMM来访问实际的物理 资源。

在虚拟化应用场景下，每个服务器上都会运行虚拟机管理器(Hypervisor)软件， Hypervisor是虚拟化的基础软件。Domain0为Hypervisor之上的一个特殊虚拟机，该虚拟机 用来完成对各个虚拟机的交互以及一些外设模拟、外设访问等功能。通常，也会将用户域 (GuestDomain)叫做前端，驱动域或Domain0叫做后端，相应的，将驱动域或Domain0中 运行的驱动称为前端驱动，在DomainU中运行的驱动叫做后端驱动。目前虚拟化最常用的 I/O任务处理方式是通过前后端驱动，靠前端驱动和后端驱动协同工作来完成通信,前端驱动 将虚拟机内部的I/O请求通过输入输出(InputandOutput，简称IO)环导入到Hypervisor 层进行后端驱动处理并提交给物理设备。以Xen虚拟化为例，Xen采用了分离设备驱动模型 来实现I/O的虚拟化。该模型中设备驱动包括前端驱动程序、后端驱动程序，其中前端驱动 在用户域(GuestDomain)虚拟机中运行，这里的GuestDomain虚拟机可以理解为普通的虚 拟机，也可以称作DomainU，而后端驱动在管理域虚拟机Domain0中运行。前端驱动负责将 用户域操作系统(GuestOperatingSystem，简称GuestOS)的I/O请求传递到Domain0中 的后端驱动，并接受来自后端驱动的处理结果返回给GuestDomain。后端驱动对I/O请求 解析并映射到物理设备，提交给相应的设备驱动程序控制硬件完成I/O操作，从而完成Guest Domain的I/O操作，随后把处理结果返回。

现有技术中，后端驱动对虚拟机的I/O请求的处理是基于慢速存储介质设计的，I/O处 理能力取决于中央处理器(CentralProcessingUnit，简称CPU)核(core)的处理能力， 在高速存储介质，如固态磁盘(SolidStateDisk，简称SSD)和内存盘(RamDisk)等开始 在虚拟化场景中大量应用的情况下，这种处理方式逐渐成为虚拟化的I/O处理速度的瓶颈， 从而在虚拟化场景下无法发挥出高速存储应有的效果，I/O处理速度无法有效提升。所以， 需要开发新的技术，来解决这一问题。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种I/O任务处理的方法、设备和系统，以实现并行处 理I/O操作的功能。

第一方面，本发明实施例提供了一种I/O任务处理方法，

所述IO任务处理方法应用于虚拟化系统，所述虚拟化系统包括管理域虚拟机和用户域虚 拟机，包括：

接收所述用户域虚拟机对所述用户域虚拟机的存储设备进行I/O操作的I/O请求；

根据所述I/O请求，确定所述I/O请求要操作的存储设备区域，其中，所述存储设备分 为N个存储设备区域，N为大于1的自然数；

将所述I/O请求分发给所述I/O请求要操作的存储设备区域对应的后端线程，其中，所 述N个存储设备区域与N个后端线程一一对应，所述N个后端线程由管理域虚拟机生成，并 运行在所述管理域虚拟机中，每个后端线程用于处理对所述每个后端线程对应的存储设备区 域的I/O操作。

在第一方面第一种可能的实现方式中，所述将所述I/O请求分发给所述I/O请求要操作 的存储设备区域对应的后端线程，包括：