仮想化技術を利用した次世代個人用計算機環境の研究

利用虚拟化技术的下一代个人计算机环境研究

• 批准号: 10J06713
• 负责人: 高橋 一志
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J06713/
• 关键词: 仮想化; Virtual Machine Monitor; ライブマイグレーション; SaaS(Software as a service); KVM(kernel-based virtual machine); Cloud Computing; VMM (Virtual Machine Monitor); DaaS (Desktop as a Service); SaaS (Software as a service); KVM : Kernel-based Virtual Machi

本年度に達成した成果は二つである.一つ目の成果は前年度,H23年度に達成した,広域WAN環境における高速な仮想マシン(VM)転送技術(VMライブマイグレーションの高速化)の研究を更に洗練させ,国際会議にて発表をおこなった.差分転送という技術は昔からある技術であり,特に目新しいものではない.しかし,今日の広域WAN環境におけるクライアント,データセンタ間では,特定のVMが,特定の理マシン間を往来するという性質がある.そのため,その往来に着目し,軽量で単純なVMの差分転送メカニズムを実現した,第二の成果は,VMのディスクイメージの重複排除による物理ディスク容量に一時的に削減(圧縮)する機構の研究である.VMのディスクイメージは一般に容量が巨大であり,多くの数十GBになることも珍しくない.これほどの容量を持つファイルを多数格納するためには,今日の高容量な二次記憶装置を持ってしても,多くのコストがかかる.そのため,VMからのデータ書き込みをリアルタイムで解析し,全く同じデータがすでに保存済みであった場合,そのデータは重ねて保存しない機構を開発した.クラウドコンピューティング技術の普及に伴い,単一のデータセンタや計算機に多量のVMイメージが集約されてゆくことが,今後ますます予想されるため,この研究の意義は重要である,この重複排除による四ディスクイメージの一時的な容量削減という手法はすでに多くの研究者によって研究されており,同様に目新しい技術ではない,しかし,本研究ではホストOSや,ファイルシステムに依存しない形でのVM重複排除機構を提案している点が従来のシステムとは異なる点である,特に,H22年度にて達成しているWinKVMにおいて,(Linuxで動作するHybrid VMMであるKVMのWindows移植)WindowsとLinux間で同一のVMMを動作させることに成功している.そのため特定のOSに依存しない形でのVMイメージの重複排除メカニズムを開発することは重要であった.そのため,本研究はH22年度の研究の延長線上としても意義がある.この研究成果をまとめ,国内の研究会で発表を行った.また,リアルタイムに重複排除を行うということは,言い換えれば,VMイメージの更新状況を常に把握しているということである.そのため,このリアルタイムの重複排除システムを,先に上げた,第一の研究である,高速な差分転送メカニズムと組み合わせることで,より柔軟性の高い差分転送メカニズムを提案することができる.この研究については,ある程度の実装,実験は進んだものの,最終年度内に研究報告としてまとまった形で成果を出すことができなかった.

今年取得了两项成果，第一个成果是广域广域网环境中的高速虚拟机（VM）传输技术（加速VM实时迁移）的研究，这是我们在2011财年进一步取得的成果。对其进行了完善，并在国际会议上进行了介绍。差分传输技术已经存在很长时间了，并不是特别新鲜。但是，在当今的广域广域网环境中，在客户端和数据中心之间，它具有在特定物理机之间来回移动的特性，因此，我们针对这种来回，实现了一种轻量级且简单的VM差异传输机制，这是一种暂时减少（压缩）物理磁盘容量的机制的研究。 .VM磁盘映像通常具有巨大的容量，并且其大小达到数十GB以存储大量数据的情况并不罕见。即使使用当今的大容量辅助存储设备，也需要花费大量资金，因此，我们实时分析虚拟机写入的数据，如果已经保存了完全相同的数据，我们开发了一种不保存数据的机制。随着云计算技术变得越来越普遍，预计大量的VM镜像将被整合在单个数据中心或计算机中，因此本研究的意义这种通过重复数据删除来暂时减少四盘镜像容量的方法已经被很多研究人员研究过，并且并不是一项新技术，它与传统系统的不同之处在于它提出了一种不依赖于VM的重复数据删除机制。我们已经成功地在Windows和Linux之间运行相同的VMM（KVM的Windows移植，这是一种VMM）。因此，开发一种不依赖于特定操作系统的VM映像重复数据删除机制非常重要。因此，本研究进行了。作为2010财年进行的研究的延伸具有重要意义。这项研究的结果在国内的一个研究小组上进行了总结和展示。此外，实时重复数据删除意味着换句话说，VM镜像的更新状态总是已知的，因此，我们将这种实时重复数据删除系统与高速差分传输机制结合起来，这是上面提到的第一个研究，因此，我们可以提出一种更灵活的方案。差别转移机制。尽管我们在实施和试验这项研究方面取得了一些进展，但我们在最后一年内未能以研究报告的形式得出任何结果。

项目成果

KVMを利用した異種ホストOS間上でのライブマイグレーション

使用 KVM 在不同主机操作系统之间进行实时迁移

• 发表时间: 2010
• 期刊: 情報処理学会研究報告[システムソフトウェアとオペレーティング・システム]2010-OS-115(13)
• 作者: 高橋一志;笹田耕一
• 通讯作者: 笹田耕一

WinKVM : Hybrid Hypervisor移植の一例

WinKVM：混合虚拟机管理程序移植的示例

• 发表时间: 2012
• 期刊: IPSJ Transactions on Advanced Computing Systems
• 作者: 高橋一志;笹田耕一
• 通讯作者: 笹田耕一

世代の概念を考慮したディスク書き込み追跡による高速なVM転送機構の提案

考虑世代概念的使用磁盘写跟踪的高速VM传输机制的提议

• 发表时间: 2012
• 作者: 高橋一志;笹田耕一
• 通讯作者: 笹田耕一

WinKVM : Windows kernel-based Virtual Machine

WinKVM：基于Windows内核的虚拟机

• 发表时间: 2010
• 作者: K.Takahashi;K.Sasada
• 通讯作者: K.Sasada

CASベースのVMディスクイメージ

基于CAS的虚拟机磁盘镜像

• 发表时间: 2012
• 期刊: 日本ソフトウェア科学会大会講演論文集
• 作者: 高橋一志;笹田耕一;千葉滋
• 通讯作者: 千葉滋