基于硬件虚拟化的云服务器设计与实现

作者：郑臣明; 姚宣霞^*; 周芳; 郑雪峰; 杨晓君; 戴荣

来源：工程科学学报, 2022, 44(11): 1935-1945.

DOI：10.13374/j.issn2095-9389.2022.01.12.005

• 云计算
• 云服务器
• 共享存储
• 共享网络
• 共享I/O

随着互联网服务、大数据、云计算的兴起，云服务器渐成需求主流.相对于传统基于虚拟机的解决方案，基于硬件虚拟化的云服务器因减少了软件的花销能更好地实现高效能、按需简约，能更好地满足云计算的需求.与传统云服务器相比，该服务器的特点是高密度、高效能成本比、高效能功耗比和高可扩展性.本文介绍了云服务器按需配置的设计理念、分布式硬件资源共享的系统结构和硬件资源虚拟化的方法.设计并实现了一个基于硬件虚拟化的16个处理器的云服务器原型系统.在该系统中，基于现场可编程门阵列(Field programmable gate array,FPGA)设计实现云服务器的互联架构控制器(IFC).IFC集成网络、存储和通用I/O资源，为高密度的云服务器提供多处理器间的互联.借助于IFC，所有CPU能够共享网络、存储和通用I/O资源，实现硬件资源的虚拟化.对原型系统的网络和存储性能进行了测试，结果表明该系统不但具有传统云服务器的架构优点而且还提供更好的扩展性和更高的性能.

• 单位
  北京科技大学; 中科曙光信息产业成都有限公司