基于虚拟化和流水线技术的新型网络服务器体系结构

分类： 计算机科学 >> 计算机体系结构 提交时间： 2016-11-02

孙毓忠 张玉放 王若倪 李亚琼

摘要： 互联网规模的急剧扩张给网络服务器带来巨大的挑战：传统网络服务器软件结构由于处理逻辑紧密耦合、缺少有效隔离、资源管理模式单一等原因，使其吞吐量低、可靠性差等缺点日益突出。因此，亟须发展高吞吐量、高可用的网络服务器体系结构。另一方面，服务器虚拟化带来的可伸缩资源管理、执行环境间的隔离等优势为改进网络服务器体系结构设计，提高网络服务器吞吐量和可用性带来巨大可能。针对传统网络服务器软件结构存在的问题以及现实挑战，本文提出并且实现了一种基于虚拟化技术的新型流水线网络服务器体系结构-MVMDP，为各流水级提供了有效的隔离保证和灵活的按需资源流动，实现了HTTP处理逻辑流水线化、动态流水线结构、面向请求的可靠性保障等机制，保障了在高负载下提供稳定、有效的服务。实验表明，相对于阿帕奇等传统网络服务器结构，MVMDP 在高负载情况下吞吐量提升47%。在可用性方面，MVMDP 除了利用虚拟化技术提供执行环境间的安全隔离外，还实现了面向请求的可靠性保障机制，使可用性达到99%，相比于传统网络服务器有大幅度提高。

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