11、DaSS：虚拟机监控器的动态时间片调度器

DaSS：虚拟机监控器的动态时间片调度器

1. 引言

随着云计算的快速发展，虚拟化成为构建高性能和分布式计算基础设施的关键技术。虚拟化技术通过虚拟机监控器（VMM），如 Xen、KVM、VMware 和 Hyper - V 等，将多个虚拟机（VM）整合到单个物理机上，同时提供灵活的资源管理。

然而，在虚拟化环境中，应用程序感知到的不稳定 I/O 处理延迟仍然是一个严重的挑战。当前的 VMM 调度器将 I/O 密集型 VM 和 CPU 密集型 VM 同等对待，导致每个有 I/O 请求的 VM 都会出现高延迟，这对 I/O 密集型应用程序有害。

为了减少 I/O 处理延迟，一些研究提出了一些解决方案，但存在两个问题：一是在执行各种 I/O 密集型应用程序时未考虑 CPU 使用率；二是时间片大小由管理员控制，而非 I/O 密集型应用程序，无法适应动态变化的网络数据包。

本文提出了一种动态时间片调度器（DaSS）方法，重新设计了 Xen 中的信用调度器，以解决上述两个问题。DaSS 可以将传统的 CPU 时间片（30 ms）划分为几个小的时间片，动态调整 CPU 时间片的大小，具体大小取决于 CPU 使用率监控模块。此外，DaSS 可以确保 I/O 密集型 VM 和 CPU 密集型 VM 的 CPU 总时间相同，保证调度的公平性。

本文的主要贡献如下：
- 分析并解决了 Xen 信用调度器的 I/O 处理延迟问题，指出固定时间片不适用于动态工作负载应用程序，主要原因是缺乏对 CPU 使用率的考虑。
- 设计了一个调度模块，动态区分 VM 的类型（I/O 密集型或 CPU 密集型），并根据其类型和 CPU 使用率调整时间片，缩短了