专利名称：一种基于xen的优化虚拟机网络模型的制作方法
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 X86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中贞所述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DomainO创建并启动一个专门的DVM。相反，有一个特殊的名为VMl的VM。VMl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DomainO,它创建一个网络接口设备XenvmnicOFor (对所有N个需要创建和启动的VM){DomainO 创建第 i 个 VMi 的网络接 口设备 XENVMNIC i，i = 1，2，...，NDomainO 仓1J建虚拟机间事件通道 IEC(VMj, VMi), j = O, I,..., i_l ；}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——对应。本发明还提供一种基于Xenvmnic巾贞，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:(I) “VM标识”字段2个宁节，标识接收XenVMNet帧的目标VM ；⑵“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:当GOS的IP协议栈准备把IP包递交给链路层的XenVMNIC时，XenVMNIC必须有能力把封装有IP包的XenVMNIC帧发送给正确的接受者。基于XenVMNIC的ARP被重新设计，VM为XenVMNIC维护一张本地地址映射表，每个表项“iP地址”字段与“VM标识”字段为
对应关系，表明后者所表的VM的XenVMNIC配置了前者所表不的IP地址,每个表项还有一个定时器用于该项的更新。Xen维护一张全局地址映射表，每个表项的“VM标识”字段与“IP地址”字段也为一一对应关系。VM既能从全局地址映射表读出表项，当VM的IP地址改变时，还能更新全局地址映射表。由上述方案可以看出，本发明中提出能为流行的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:(I)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。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图为本发明实施例一中系统结构示意图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。实施例一，参见图本发明提供一种基于XEN的优化虚拟机网络模型，提出了在用一台宿主机上基于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中，为每个虚拟机配置更高性能的虚拟网卡，所有虚拟网卡被互联成一个虚拟机网络。由上可见，本发明提供的一种基于基于XEN的优化虚拟机网络模型，有以下优点，优化改善了虚拟机间的通信网络性能，较为显著地减少了用户的请求响应时间。以上所述仅是本发明的具体实施方式
，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求
1.一种基于XEN的优化虚拟机网络模型，其特征在于，Xen作为通信介质，对应于OSI中7层模型的物理层；每个VM都有一个虚拟网卡，被称为XenVMNIC，对应于OSI中7层模型的链路层；各VM通过其XenVMNIC互联成一个计算机网络，称为XenVMNet。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:虚拟网卡没有前端和后端的概念，也不需要DomainO创建并启动一个专门的DVM。相反，有一个特殊的名为VMl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 VMl，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。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括:XenVMNIC有TCP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。
全文摘要
本发明公开了一种基于基于XEN的优化虚拟机网络模型，提出了在用一台宿主机上基于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中，为每个虚拟机配置更高性能的虚拟网卡，所有虚拟网卡被互联成一个虚拟机网络。
文档编号H04L29/06GK103118066SQ20121048833
公开日2013年5月22日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者蒋天耀, 李善明, 张进飞 申请人:佳都新太科技股份有限公司