Xen and the Art of Virtualization

Paul Barham, Boris Dragovic, Keir Fraser, Steven Hand, Tim Harris, Alex Ho, Rolf Neugebauer, Ian Pratt, Andrew Warfield, 2003, SOSP

About this paperEnglishbeside English

This paper is under a licence that does not allow it to be reproduced, so what is here is its front matter and a short abstract. Read it at the publisher's page.

Xen và Nghệ thuật Ảo hóa

Paul Barham*, Boris Dragovic, Keir Fraser, Steven Hand, Tim Harris,

Alex Ho, Rolf Neugebauer†, Ian Pratt, Andrew Warfield

Phòng thí nghiệm Máy tính Đại học Cambridge

15 JJ Thomson Avenue, Cambridge, UK, CB3 0FD

{firstname.lastname}@cl.cam.ac.uk

TÓM TẮT

Nhiều hệ thống đã được thiết kế sử dụng ảo hóa để phân chia các tài nguyên dồi dào của một máy tính hiện đại. Một số yêu cầu phần cứng chuyên dụng, hoặc không thể hỗ trợ các hệ điều hành phổ biến. Một số hướng tới khả năng tương thích nhị phân 100% với cái giá phải trả là hiệu năng. Các hệ thống khác hy sinh tính bảo mật hoặc chức năng để đổi lấy tốc độ. Rất ít hệ thống cung cấp sự cô lập tài nguyên hoặc các đảm bảo về hiệu năng; phần lớn chỉ cung cấp việc cấp phát theo nỗ lực tốt nhất, có nguy cơ dẫn đến từ chối dịch vụ.

Bài báo này trình bày Xen, một bộ giám sát máy ảo x86 cho phép nhiều hệ điều hành phổ biến chia sẻ phần cứng thông thường theo cách an toàn và được quản lý tài nguyên, nhưng không hy sinh hiệu năng hoặc chức năng. Điều này đạt được bằng cách cung cấp một trừu tượng hóa máy ảo lý tưởng hóa mà các hệ điều hành như Linux, BSD và Windows XP có thể được chuyển sang với nỗ lực tối thiểu.

Thiết kế của chúng tôi hướng tới việc lưu trữ đồng thời tới 100 thực thể máy ảo trên một server hiện đại. Cách tiếp cận ảo hóa được Xen sử dụng có hiệu quả cực kỳ cao: chúng tôi cho phép các hệ điều hành như Linux và Windows XP được lưu trữ đồng thời với chi phí phụ trội hiệu năng không đáng kể, nhiều nhất chỉ vài phần trăm so với trường hợp không ảo hóa. Chúng tôi vượt trội đáng kể so với các giải pháp thương mại cạnh tranh và các giải pháp có sẵn miễn phí trong một loạt phép đo chuẩn vi mô và các phép thử toàn hệ thống.

Các danh mục và mô tả chủ đề

D.4.1 [Operating Systems]: Quản lý tiến trình; D.4.2 [Operating Systems]: Quản lý lưu trữ; D.4.8 [Operating Systems]: Hiệu năng

References

  1. A. Awadallah and M. Rosenblum. The vMatrix: A network of virtual machine monitors for dynamic content distribution. In Proceedings of the 7th International Workshop on Web Content Caching and Distribution (WCW 2002), Aug. 2002.
  2. A. Bakre and B. R. Badrinath. I-TCP: indirect TCP for mobile hosts. In Proceedings of the 15th International Conference on Distributed Computing Systems (ICDCS 1995), pages 136–143, June 1995.
  3. G. Banga, P. Druschel, and J. C. Mogul. Resource containers: A new facility for resource management in server systems. In Proceedings of the 3rd Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI 1999), pages 45–58, Feb. 1999.
  4. A. Bavier, T. Voigt, M. Wawrzoniak, L. Peterson, and P. Gunningberg. SILK: Scout paths in the Linux kernel. Technical Report 2002-009, Uppsala University, Department of Information Technology, Feb. 2002.
  5. B. N. Bershad, S. Savage, P. Pardyak, E. G. Sirer, M. Fiuczynski, D. Becker, S. Eggers, and C. Chambers. Extensibility, safety and performance in the SPIN operating system. In Proceedings of the 15th ACM SIGOPS Symposium on Operating Systems Principles, volume 29(5) of ACM Operating Systems Review, pages 267–284, Dec. 1995.
  6. A. Brown and M. Seltzer. Operating System Benchmarking in the Wake of Lmbench: A Case Study of the Performance of NetBSD on the Intel x86 Architecture. In Proceedings of the 1997 ACM SIGMETRICS Conference on Measurement and Modeling of Computer Systems, June 1997.
  7. E. Bugnion, S. Devine, K. Govil, and M. Rosenblum. Disco: Running commodity operating systems on scalable multiprocessors. In Proceedings of the 16th ACM SIGOPS Symposium on Operating Systems Principles, volume 31(5) of ACM Operating Systems Review, pages 143–156, Oct. 1997. 3 http://www.cl.cam.ac.uk/netos/xen
  8. Connectix. Product Overview: Connectix Virtual Server, 2003. http://www.connectix.com/products/vs.html.
  9. G. Czajkowski and L. Daynés. Multitasking without compromise: a virtual machine evolution. ACM SIGPLAN Notices, 36(11):125–138, Nov. 2001. Proceedings of the 2001 ACM SIGPLAN Conference on Object Oriented Programming, Systems, Languages and Applications (OOPSLA 2001).
  10. S. Devine, E. Bugnion, and M. Rosenblum. Virtualization system including a virtual machine monitor for a computer with a segmented architecture. US Patent, 6397242, Oct. 1998.
  11. K. J. Duda and D. R. Cheriton. Borrowed-Virtual-Time (BVT) scheduling: supporting latency-sensitive threads in a general-purpose scheduler. In Proceedings of the 17th ACM SIGOPS Symposium on Operating Systems Principles, volume 33(5) of ACM Operating Systems Review, pages 261–276, Kiawah Island Resort, SC, USA, Dec. 1999.
  12. G. W. Dunlap, S. T. King, S. Cinar, M. Basrahi, and P. M. Chen. ReVirt: Enabling Intrusion Analysis through Virtual-Machine Logging and Replay. In Proceedings of the 5th Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI 2002), ACM Operating Systems Review, Winter 2002 Special Issue, pages 211–224, Boston, MA, USA, Dec. 2002.
  13. D. Engler, S. K. Gupta, and F. Kaashoek. AVM: Application-level virtual memory. In Proceedings of the 5th Workshop on Hot Topics in Operating Systems, pages 72–77, May 1995.
  14. Ensim. Ensim Virtual Private Servers, 2003. http://www.ensim.com/products/materials/datasheet_vps_051003.pdf.
  15. K. A. Fraser, S. M. Hand, T. L. Harris, I. M. Leslie, and I. A. Pratt. The Xenoserver computing infrastructure. Technical Report UCAM-CL-TR-552, University of Cambridge, Computer Laboratory, Jan. 2003.
  16. T. Garfinkel, M. Rosenblum, and D. Boneh. Flexible OS Support and Applications for Trusted Computing. In Proceedings of the 9th Workshop on Hot Topics in Operating Systems, Kauai, Hawaii, May 2003.
  17. J. Gelinas. Virtual Private Servers and Security Contexts, 2003. http://www.solucorp.qc.ca/miscprj/s_context.hc.
  18. K. Govil, D. Teodosiu, Y. Huang, and M. Rosenblum. Cellular Disco: Resource management using virtual clusters on shared-memory multiprocessors. In Proceedings of the 17th ACM SIGOPS Symposium on Operating Systems Principles, volume 33(5) of ACM Operating Systems Review, pages 154–169, Dec. 1999.
  19. P. H. Gum. System/370 extended architecture: facilities for virtual machines. IBM Journal of Research and Development, 27(6):530–544, Nov. 1983.
  20. S. Hand. Self-paging in the Nemesis operating system. In Proceedings of the 3rd Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI 1999), pages 73–86, Oct. 1999.
  21. S. Hand, T. L. Harris, E. Kotsovinos, and I. Pratt. Controlling the XenoServer Open Platform, April 2003.
  22. A. Jeffrey and I. Wakeman. A Survey of Semantic Techniques for Active Networks, Nov. 1997. http://www.cogs.susx.ac.uk/projects/safetynet/.
  23. M. F. Kaashoek, D. R. Engler, G. R. Granger, H. M. Briceño, R. Hunt, D. Mazières, T. Pinckney, R. Grimm, J. Jannotti, and K. Mackenzie. Application performance and flexibility on Exokernel systems. In Proceedings of the 16th ACM SIGOPS Symposium on Operating Systems Principles, volume 31(5) of ACM Operating Systems Review, pages 52–65, Oct. 1997.
  24. R. Kessler and M. Hill. Page placement algorithms for large real-indexed caches. ACM Transaction on Computer Systems, 10(4):338–359, Nov. 1992.
  25. S. T. King, G. W. Dunlap, and P. M. Chen. Operating System Support for Virtual Machines. In Proceedings of the 2003 Annual USENIX Technical Conference, Jun 2003.
  26. M. Kozuch and M. Satyanarayanan. Internet Suspend/Resume. In Proceedings of the 4th IEEE Workshop on Mobile Computing Systems and Applications, Calicoon, NY, Jun 2002.
  27. I. M. Leslie, D. McAuley, R. Black, T. Roscoe, P. Barham, D. Evers, R. Fairbairns, and E. Hyden. The design and implementation of an operating system to support distributed multimedia applications. IEEE Journal on Selected Areas In Communications, 14(7):1280–1297, Sept. 1996.
  28. J. MacKie-Mason and H. Varian. Pricing congestible network resources. IEEE Journal on Selected Areas In Communications, 13(7):1141–1149, Sept. 1995.
  29. L. McVoy and C. Staelin. Imbench: Portable tools for performance analysis. In Proceedings of the USENIX Annual Technical Conference, pages 279–294, Berkeley, Jan. 1996. Usenix Association.
  30. J. Navarro, S. Iyer, P. Druschel, and A. Cox. Practical, transparent operating system support for superpages. In Proceedings of the 5th Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI 2002), ACM Operating Systems Review, Winter 2002 Special Issue, pages 89–104, Boston, MA, USA, Dec. 2002.
  31. G. C. Necula. Proof-carrying code. In Conference Record of POPL 1997: The 24th ACM SIGPLAN-SIGACT Symposium on Principles of Programming Languages, pages 106–119, Jan. 1997.
  32. S. Oikawa and R. Rajkumar. Portable RK: A portable resource kernel for guaranteed and enforced timing behavior. In Proceedings of the IEEE Real Time Technology and Applications Symposium, pages 111–120, June 1999.
  33. L. Peterson, D. Culler, T. Anderson, and T. Roscoe. A blueprint for introducing disruptive technology into the internet. In Proceedings of the 1st Workshop on Hot Topics in Networks (HotNets-I), Princeton, NJ, USA, Oct. 2002.
  34. I. Pratt and K. Fraser. Arsenic: A user-accessible gigabit ethernet interface. In Proceedings of the Twentieth Annual Joint Conference of the IEEE Computer and Communications Societies (INFOCOM-01), pages 67–76, Los Alamitos, CA, USA, Apr. 22–26 2001. IEEE Computer Society.
  35. D. Reed, I. Pratt, P. Menage, S. Early, and N. Stratford. Xenoservers: accounted execution of untrusted code. In Proceedings of the 7th Workshop on Hot Topics in Operating Systems, 1999.
  36. J. S. Robin and C. E. Irvine. Analysis of the Intel Pentium’s ability to support a secure virtual machine monitor. In Proceedings of the 9th USENIX Security Symposium, Denver, CO, USA, pages 129–144, Aug. 2000.
  37. C. P. Sapuntzakis, R. Chandra, B. Pfaff, J. Chow, M. S. Lam, and M. Rosenblum. Optimizing the Migration of Virtual Computers. In Proceedings of the 5th Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI 2002), ACM Operating Systems Review, Winter 2002 Special Issue, pages 377–390, Boston, MA, USA, Dec. 2002.
  38. L. Seawright and R. MacKinnon. VM/370 – a study of multiplicity and usefulness. IBM Systems Journal, pages 4–17, 1979.
  39. P. Shenoy and H. Vin. Cello: A Disk Scheduling Framework for Next-generation Operating Systems. In Proceedings of ACM SIGMETRICS’98, the International Conference on Measurement and Modeling of Computer Systems, pages 44–55, June 1998.
  40. V. Sundaram, A. Chandra, P. Goyal, P. Shenoy, J. Sahni, and H.M.Vin. Application Performance in the QLinux Multimedia Operating System. In Proceedings of the 8th ACM Conference on Multimedia, Nov. 2000.
  41. D. Tennenhouse. Layered Multiplexing Considered Harmful. In Rudin and Williamson, editors, Protocols for High-Speed Networks, pages 143–148. North Holland, 1989.
  42. C. A. Waldspurger. Memory resource management in VMware ESX server. In Proceedings of the 5th Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI 2002), ACM Operating Systems Review, Winter 2002 Special Issue, pages 181–194, Boston, MA, USA, Dec. 2002.
  43. A. Whitaker, M. Shaw, and S. D. Gribble. Denali: Lightweight Virtual Machines for Distributed and Networked Applications. Technical Report 02-02-01, University of Washington, 2002.
  44. A. Whitaker, M. Shaw, and S. D. Gribble. Scale and performance in the Denali isolation kernel. In Proceedings of the 5th Symposium on Operating Systems Design and Implementation (OSDI 2002), ACM Operating Systems Review, Winter 2002 Special Issue, pages 195–210, Boston, MA, USA, Dec. 2002.

Read off the page by a vision model reading the page images using olmOCR-2-7B-1025-FP8. Translated into Tiếng Việt by gpt-5, against glossary version 7. Translated from the English.