[发明专利]一种虚拟化缓存的实现方法及物理机

说明书

本申请实施例提供一种虚拟化缓存的实现方案，在虚拟机内存上保存缓存元数据，缓存元数据中包括多个虚拟地址与多个第一物理地址的一一映射关系；获取虚拟机下发的包括第一虚拟地址的操作请求后，若缓存元数据中存在与第一虚拟地址对应的目标第一物理地址，则根据预先配置的多个第一物理地址与多个第二物理地址的对应关系，查找与目标第一物理地址对应的目标第二物理地址，并在目标第二物理地址表示的位置读取或写入数据。本申请实施例提供的虚拟化缓存实现方案相比于现有方案有更好的缓存性能。

技术领域

本申请实施例涉及虚拟化技术领域，尤其涉及一种虚拟化缓存的实现方法及物理机。

背景技术

虚拟化技术使用软件的方法重新定义划分IT资源，将一台物理机虚拟成很多台拥有不同硬件的虚拟机。每个虚拟机可运行不同的操作系统，并且虚拟机相互独立。因此，在虚拟化环境中，原来运行在物理机上的很多应用都会迁移到虚拟机中去，以此来实现IT资源的动态分配和灵活调度，提高IT资源利用率，节省IT成本。

缓存(Cache)技术是一种将存储于低速硬件介质上的热点数据通过存放到高速介质来提升数据访问性能的方案。随着应用向虚拟化环境的迁移，缓存作为一种常用的存储性能优化技术手段，也会向虚拟化环境迁移。

现有的虚拟化缓存方案中，参见图1，通过物理机内存或高性能存储介质为物理机上运行的虚拟机提供缓存服务；或者，在物理机连接的存储服务端，例如存储区域网络(storage area network，SAN)设备上，为物理机上运行的虚拟机提供缓存服务。当虚拟机下发输入/输出(input/output，I/O)操作请求(或称为写/读请求)时，虚拟机从非根模式切换到根模式，I/O操作请求下发至物理机或存储服务端，虚拟机访问物理机或存储服务端上的缓存；在缓存访问完成后，虚拟机还需要从根模式切换回非根模式。即，当虚拟机访问缓存时，存在虚拟化切换开销。

在现有技术方案中，缓存访问过程中的虚拟化切换开销(通常在40us-60us之间)会导致缓存访问时延较大，影响缓存性能。

发明内容

本申请实施例提供一种虚拟化缓存的实现方法及物理机，能够降低虚拟化缓存的访问时延，提高缓存性能。

为达到上述目的，本申请实施例采用如下技术方案：

第一方面，本申请实施例提供了一种虚拟化缓存的实现方法，应用于物理机，物理机上运行有虚拟机，物理机上保存有缓存元数据。其中，缓存元数据中包括多个虚拟地址与多个第一物理地址之间的一一映射关系，虚拟地址用于表示虚拟磁盘中的位置，第一物理地址为虚拟机缓存的物理地址。该方法包括：获取虚拟机下发的操作请求，其中操作请求包括第一虚拟地址，操作请求用于请求在虚拟磁盘中第一虚拟地址所指示的位置读取或写入数据；若缓存元数据中存在与第一虚拟地址对应的目标第一物理地址，则根据预先配置的多个第一物理地址与多个第二物理地址的映射关系，确定与目标第一物理地址对应的目标第二物理地址，第二物理地址为物理机的物理磁盘的物理地址；而后，在物理机的物理磁盘中目标第二物理地址指示的位置读取或写入数据。

在该方案中，不需要进行非根模式和根模式之间的切换就可以访问虚拟机缓存中的数据，因而可以节省虚拟化开销占用的时间，提高缓存访问速率和缓存访问性能。

在一种可能的实现方式中，在虚拟机缓存中目标第二物理地址表示的位置读取或写入待操作数据，具体包括：在非根模式下，在虚拟机缓存中目标第二物理地址表示的位置读取或写入待操作数据也就是说，在非根模式下访问虚拟机缓存中的数据。

在另一种可能的实现方式中，物理磁盘为以字节寻址的存储介质。

在另一种可能的实现方式中，虚拟机的内存中保存有缓存元数据。

在该方案中，可以无需虚拟化开销就可访问虚拟机上保存的缓存元数据。