文档介绍：华中科技大学
硕士学位论文
虚拟环境中多网络接口卡I/O调度系统的研究
姓名:朱海清
申请学位级别:硕士
专业:计算机软件与理论
指导教师:谢夏
2011-01-25
华中科技大学硕士学位论文
摘要
随着虚拟化技术的日趋成熟,单个物理机上面可以运行的客户虚拟机的数目也
是越来越多,它们提供的服务和应用也是快速的增长,对网络 I/O 的需求也是飞速增
加。目前尽管可以利用诸如 10Gb 等高性能网络接口卡来提高网络性能,但是由于
其本身价格昂贵,性能不稳定,而且需要跟新与之互联的相关设备和软件,成本太
高,因而尚不普及。Linux bonding 技术可以利用多网络接口卡提供高带宽的网络服
务,但是它对虚拟化环境的支持并不好,不能保证客户虚拟机的网络服务质量,因
而并不适用虚拟化平台。
Virtual bonding 是一种利用多块网络接口卡来为整个虚拟化平台提供网络同喜
服务的技术,其改进和优化 Linux bonding 技术对虚拟化环境支持的不足,聚合多网
络接口卡为整个虚拟化平台提供高带宽和高质量的网络服务,同时优化 bridge 模块
对 CPU 消耗,去掉了 bridge 层占用 CPU 过高的两个功能模块,同时从新实现了
bridge 层的转发功能模块。该技术不仅可以有效利用多网络接口卡增加网络带宽,
同时实现了多网络接口卡之间的流量负载均衡,减少单个网络接口卡的通信压力,
同时还提供了多个客户虚拟机的网络带宽访问控制机制,很好的利用多块网络接口
卡为多个客户虚拟机提供网络通信服务,保证客户虚拟机的网络带宽和服务质量,
减少资源浪费。
经过实际部署和测试,并且与 Linux bonding 技术进行对比,证明了在虚拟化平
台下 Virtual bonding 技术能够很好的为多个客户虚拟机提供高可靠、高质量的网络服
务,并且能够有效的利用多块网络接口卡,在多块网络接口卡之间实现了网络流量
的负载均衡。
关键词:虚拟化,聚合,负载均衡,性能优化

I
华中科技大学硕士学位论文
Abstract
With the development of Virtualization technology, it can run more guest domains on
one single physical machine. So work I/O demand is also rapidly increasing with
these guest domains can supply more and more services or applications. This will lead to
serious contention work I/O of physical machine. Although we can use high
performance NICs (network interface cards), such as 10Gb/s NIC to work I/O
performance, one single NIC cannot get further performance improvement which depends
on hardware technology. Linux bonding can achieve high work using, but it
does not guarantee QoS among guest domains.
Virtual bonding is an approach to achieve high work by using
Multi-NICs. It aggregates Multi-NICs to provide high bandwidth and high-quality
network services. It optimizes bridge module for its high CPU consumption. At the same
time it realizes the forwarding module. It also introduces load balancing mechanism
between Multi-NICs. So it can make full use of every NIC. It provides the control
mechanism to make sure that every guest d