虛擬文件系統(tǒng)碎片的零拷貝整理系統(tǒng).pdf

1、磁盤(pán)碎片一直是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的一個(gè)重要問(wèn)題。虛擬化技術(shù)的出現(xiàn)使得磁盤(pán)碎片問(wèn)題變得更加嚴(yán)重和復(fù)雜。現(xiàn)有的碎片整理方法無(wú)法充分利用虛擬環(huán)境來(lái)快速高效地解決虛擬環(huán)境下的碎片問(wèn)題。并且，在虛擬環(huán)境下，碎片不僅產(chǎn)生于物理磁盤(pán)，還產(chǎn)生于虛擬磁盤(pán)。而對(duì)于Windows系統(tǒng)的虛擬機(jī)，實(shí)驗(yàn)表明虛擬磁盤(pán)碎片對(duì)其I/O性能造成重大的影響。進(jìn)一步的對(duì)虛擬化I/O流程的分析以及性能剖析工具的測(cè)試表明，虛擬磁盤(pán)的碎片會(huì)導(dǎo)致虛擬機(jī)與虛擬機(jī)監(jiān)控器之間的開(kāi)銷甚至整個(gè)虛擬化

2、I/O流程的一系列開(kāi)銷都增加，從而嚴(yán)重影響I/O性能。因此，在虛擬化環(huán)境下，虛擬磁盤(pán)碎片的消除成為了一個(gè)關(guān)鍵。
　　 事實(shí)上，虛擬磁盤(pán)碎片的消除可以通過(guò)一種虛擬的整理方法實(shí)現(xiàn)，即僅僅修改虛擬文件系統(tǒng)的元數(shù)據(jù)，而不移動(dòng)任何數(shù)據(jù)塊，就能使得文件映射（從虛擬機(jī)文件的數(shù)據(jù)塊到虛擬文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊的映射）變得連續(xù)。為了保證整理的正確性，由于不移動(dòng)任何數(shù)據(jù)塊，實(shí)際映射（從虛擬文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊到物理文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊的映射）應(yīng)當(dāng)最終保持不變。那

3、么，鏡像映射（從存放虛擬文件系統(tǒng)的鏡像文件的數(shù)據(jù)塊到物理文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)塊的映射）則要根據(jù)新的文件映射進(jìn)行相應(yīng)的更新，以使得實(shí)際映射保持不變。這就是零拷貝的整理方法：在不拷貝任何數(shù)據(jù)塊的情況下消除虛擬磁盤(pán)碎片，減小虛擬機(jī)和虛擬機(jī)管理器之間的通信開(kāi)銷以及整個(gè)虛擬化I/O流程的一系列開(kāi)銷，從而提高虛擬機(jī)I/O性能。
　　 零拷貝碎片整理系統(tǒng)針對(duì)Xen虛擬機(jī)管理器和Windows的虛擬機(jī)實(shí)現(xiàn)了虛擬磁盤(pán)信息的獲取以及整理。微觀和宏觀的I/