虚拟化环境下的多核NUMA架构性能优化系统CNA的任务书.docx

虚拟化环境下的多核NUMA架构性能优化系统CNA的任务书
任务书
题目：虚拟化环境下的多核NUMA架构性能优化系统CNA
任务描述：
随着计算机硬件技术的不断发展，多核和多处理器的系统已成为主流。在这些系统中，每个处理器或核心有自己的本地内存。这种架构被称为非统一内存访问（NUMA）。在计算机虚拟化领域，多核NUMA架构环境中，虚拟机的性能问题一直是一个挑战。本项目旨在研究如何在虚拟化环境下对多核NUMA架构进行性能优化，以提高虚拟机的性能。
实现目标：
1.分析多核NUMA架构的特点和虚拟化中的性能问题；
2.实现基于Linux内核的CNA系统，实现对多核NUMA架构的性能优化；
3.开发和实验评估所提出的解决方案，对该方案的性能进行测试和评估；
4.编写实验报告，总结方案的优缺点及未来的改进空间。
研究内容：
1.多核NUMA架构的性能问题分析：
分析多核NUMA架构的特点，如何在多处理器环境下减少内存访问延迟，如何在虚拟化环境中解决虚拟机的性能问题等。
2.基于Linux内核的CNA系统设计和实现：
根据对多核NUMA架构和虚拟化中的性能问题的分析，设计并实现CNA系统，该系统可以优化虚拟机在多核NUMA架构环境中的性能，比如减少内存访问延迟，提升虚拟机的磁盘和网络I/O性能等。
3.性能评估与实验：
对CNA系统进行实验评测，比较有无CNA系统时虚拟机的性能，并分析不同虚拟化工具和硬件环境下的性能差异。
4.总结与展望：
根据实验结果，对所提出的解决方案进行总结和评估，指出其优点和不足，并提出未来改进的方向和设想。
任务要求：
1.对多核NUMA架构的性能问题有深入的了解，了解虚拟化中的性能问题；
2.具备Linux内核编程经验，了解虚拟化技术，精通C/C++编程；
3.具备一定的实验能力和数据分析能力，能够进行系统性能评估实验；
4.能够独立完成项目，认真做好实验记录和实验报告撰写。
参考文献：
1.Dubois,M.,Annavaram,M.,Stenstrom,P.,&Scott,M.L.(2010).Understandingtheimpactofmulticoreonvirtualmachinememorysystembehavior.ACMTransactionsonArchitectureandCodeOptimization,7(2),9.
2.Bhandiwad,A.,Chung,I.H.,&Oh,S.(2011,February).Evaluatingmulti-corescalabilityofvirtualizednetworkfunctionswithSR-IOV.InProceedingsoftheFourthInternationalConferenceonCommunicationSystemSoftwareandMiddleware(pp.1-8).
3.Qureshi,M.K.,&Ferrari,D.(2009,May).HPVM:hypervisor-basedperformancemonitoringofvirtualizedenvironments.InProceedingsofthe2009USENIXAnnualTechnicalConference(pp.231-244).
4.Sridharan,J.,Alameldeen,A.R.,Devadas,S.,&Jacob,B.(2006,October).Online,transparentperformancedebuggingofvirtualizedsystems.InProceedingsofthe39thAnnualIEEE/ACMInternationalSymposiumonMicroarchitecture(pp.315-326).