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基于硬件虛擬化的云服務器設計與實現

鄭臣明  姚宣霞  周芳  鄭雪峰  楊曉君  戴榮  
【摘要】:隨著互聯網服務、大數據、云計算的興起,云服務器漸成需求主流。相對于傳統基于虛擬機的解決方案,基于硬件虛擬化的云服務器因減少了軟件的花銷能更好地實現高效能、按需簡約,能更好地滿足云計算的需求。與傳統云服務器相比,該服務器的特點是高密度、高效能成本比、高效能功耗比和高可擴展性。本文介紹了云服務器按需配置的設計理念、分布式硬件資源共享的系統結構和硬件資源虛擬化的方法。設計并實現了一個基于硬件虛擬化的16個處理器的云服務器原型系統。在該系統中,基于現場可編程門陣列(Field programmable gate array,FPGA)設計實現云服務器的互聯架構控制器(IFC)。IFC集成網絡、存儲和通用I/O資源,為高密度的云服務器提供多處理器間的互聯。借助于IFC,所有CPU能夠共享網絡、存儲和通用I/O資源,實現硬件資源的虛擬化。對原型系統的網絡和存儲性能進行了測試,結果表明該系統不但具有傳統云服務器的架構優點而且還提供更好的擴展性和更高的性能。

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