[发明专利]一种应用于计算机的资源访问方法和计算机

说明书

本发明实施例公开了一种应用计算机的资源访问方法以及计算机，其中，资源访问方法包括：资源控制器接收虚拟机针对资源发送的资源访问请求，资源访问请求携带资源虚拟地址，以及虚拟机的标识；利用虚拟机的标识，根据预设的资源信息映射关系，将资源虚拟地址转换为资源物理地址；利用资源物理地址更新资源访问请求中的资源虚拟地址；将更新后的资源访问请求发送给资源物理地址对应的待访问资源，以访问待访问资源。采用本发明，利用计算机中的资源控制器实现资源虚拟化，提高虚拟机的运行性能。

技术领域

本发明涉及计算机领域，尤其涉及一种应用于计算机的资源访问方法和计算机。

背景技术

在计算机技术中，虚拟化(Virtualization)是一种资源管理技术，它是将计算机的各种实体资源(如处理器、内存、网络IO及存储等)予以抽象、转换后呈现出来，打破实体资源之间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的配置更好的方式来应用这些资源。利用虚拟化技术可以在单硬件平台模拟多个独立运行的硬件环境，从而使得一个平台同时运行多个操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的区间内运行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率。

在目前的虚拟化技术中，虚拟化功能都是由VMM(Virtual Machine Monitor，虚拟机监视器，简称VMM)提供，VMM可以为Hypervisor，Hypervisor是一种在虚拟环境中的元操作系统，可以访问服务器上包括磁盘和内存在内的所有硬件资源。Hypervisor不但协调硬件资源的访问，也同时在各个VM(Virtual Machine，虚拟机，简称VM)之间施加防护，以提供CPU虚拟化、内存虚拟化和网络IO(Input Output，输入输出，简称IO)虚拟化等功能。当服务器启动并执行Hypervisor时，它会加载所有VM的操作系统，同时会给每台VM分配适量的内存、CPU、网卡和磁盘等硬件资源。

虚拟化技术的解决方案主要有两种：第一种是纯软件虚拟化解决方案。客户操作系统很多情况下通过VMM来与硬件进行通信，由VMM来决定其对系统上所有VM的访问。在纯软件虚拟化解决方案中，VMM在软件套件中的位置是传统意义上操作系统所处的位置，而操作系统的位置是传统意义上应用程序所处的位置。这种额外的VMM通信层需要进行二进制转换，来提供到物理资源(如处理器、内存、存储器和网卡等)的接口，以及模拟硬件环境等功能。但这种转换必然会增加系统的复性。此外，客户操作系统的支持受到虚拟机环境的能力限制，部署客户操作系统会存在诸多限制，例如：VM中不支持64位客户操作系统。在纯软件解决方案中，软件堆栈增加的复杂性意味着，这些环境难于管理，因而会加大确保系统可靠性和安全性的困难。

第二种解决方案是硬件辅助的虚拟化。支持虚拟化技术的CPU带有特别优化过的指令集来控制虚拟过程，通过这些指令集，VMM很容易提高性能，相比软件的虚拟实现方式会很大程度上提高性能。虚拟化技术可提供基于芯片的功能，借助兼容VMM软件能够改进纯软件解决方案。由于虚拟化硬件可提供全新的架构，支持操作系统直接在上面运行，从而无需进行二进制转换，减少了相关的性能开销，极大简化了VMM设计，进而使VMM能够按通用标准进行编写，性能更加强大。但是，近期的一些研究表明，即使采用硬件辅助VMM的解决方案，在VM中运行程序和在真机上运行程序相比，性能还是会有所下降。例如性能不错的VMware ESXI也会给程序带来平均5.4％的性能下降，性能下降最严重的Encryptionbenchmark甚至有18％的性能下降；Xen和KVM平均也分别有8.8％和19.8％的性能下降。因此，使用虚拟化技术虽然节省了基础设施的开销，但却带来了额外的软件费用与性能下降，使得单位负载开销反而不如真机上直接部署相应的Web应用。

另外，由于目前的VMM是通过软件来编写的，VMM运行需要占用一定的硬件资源，同时还可能导致Cache和TLB(Translation Lookaside Buffer，传输后备缓冲器，简称TLB)频繁的被访问，从而影响应用运行的性能，导致与物理机上的程序性能相比有所下降，如何提高在VM中运行性能是目前研究的热点。

发明内容