Εικονικοποίηση συσκευών αποθήκευσης σε περιβάλλοντα
υπολογιστικού νέφους: μια γρήγορη, ασφαλής και
ευέλικτη προσέγγιση με SPDK και virtio-vhost-user

Δράγαζης, Νικόλαος; Dragazis, Nikolaos

dc.contributor.author	Δράγαζης, Νικόλαος	el
dc.contributor.author	Dragazis, Nikolaos	en
dc.date.accessioned	2019-10-07T08:59:37Z
dc.date.available	2019-10-07T08:59:37Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/49266
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.16964
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Εικονικοποίηση συσκευών αποθήκευσης	el
dc.subject	Οδηγοί συσκευών στο χώρο χρήστη	el
dc.subject	Επιτάχυνση του μονοπατιού δεδομένων	el
dc.subject	Υπερσελίδες	el
dc.subject	Χωρίς κλειδώματα	el
dc.subject	SPDK	en
dc.subject	Vhost-user	en
dc.subject	IOMMU	en
dc.subject	Eventfd	en
dc.subject	Ioeventfd/irqfd	en
dc.title	Εικονικοποίηση συσκευών αποθήκευσης σε περιβάλλοντα υπολογιστικού νέφους: μια γρήγορη, ασφαλής και ευέλικτη προσέγγιση με SPDK και virtio-vhost-user	el
dc.title	Storage virtualization in the cloud: a fast, secure and flexible approach with SPDK and virtio-vhost-user	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Εικονικές μηχανές	el
heal.language	en
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2019-07-19
heal.abstract	Η παρούσα διπλωματική εργασία πραγματεύεται το πρόβλημα της εικονικοποίησης συσκευών αποθήκευσης σε περιβάλλοντα υπολογιστικού νέφους. Η εικονικοποίηση συσκευών αποθήκευσης αφορά στην υλοποίηση εικονικών συσκευών αποθήκευσης για εικονικές μηχανές. Αυτό το ζήτημα έχει μελετηθεί εκτενώς στο παρελθόν και έχουν προταθεί διάφορες υλοποιήσεις. Ωστόσο, η ραγδαία εξέλιξη της τεχνολογίας των μέσων αποθήκευσης έχει οδηγήσει σε μείωση των χρόνων καθυστέρησης (latency), καθιστώντας έτσι το συνολικό χρονικό διάστημα επεξεργασίας ενός αιτήματος I/O να είναι πρωτίστως υπολογιστικό κόστος αντί για κόστος επεξεργασίας στο μέσο αποθήκευσης. Αυτό το γεγονός μας ωθεί στο να στρέψουμε την προσοχή μας εκ νέου στο λογισμικό και να εργαστούμε για την περαιτέρω βελτίωσή του. Σε αυτή τη διπλωματική παρουσιάζουμε μια νέα μέθοδο υλοποίησης εικονικών μέσων αποθήκευσης που λέγεται “SPDK/VVU”. Η βασική ιδέα είναι ο διαχωρισμός του μονοπατιού δεδομένων από τον επόπτη (hypervisor). Ο μηχανισμός μας αποτελείται από μια εικονική μηχανή που λειτουργεί σαν συσκευή αποθήκευσης και παρέχει υπηρεσίες αποθήκευσης σε άλλες τοπικές εικονικές μηχανές που πραγματοποιούν υπολογιστικές εργασίες. Όλη η κίνηση I/O δρομολογείται διαμέσου της συσκευής αποθήκευσης, αλλά χωρίς τη παρέμβαση του επόπτη στο μονοπάτι δεδομένων. Ο μηχανισμός επικοινωνίας των δύο εικονικών μηχανών βασίζεται σε μοιραζόμενη μνήμη. Αν ρυθμιστεί κατάλληλα, αυτή η λύση συνδυάζει υψηλό throughput, χαμηλή καθυστέρηση και κλιμακωσιμότητα. Είναι επίσης σχετικά ασφαλής υπό την έννοια ότι το λογισμικό προσομοίωσης της συσκευής τρέχει μέσα σε εικονική μηχανή. Τέλος, σε περιβάλλοντα υπολογιστικού νέφους, αυτή η λύση είναι ευέλικτη από της οπτική ματιά του χρήστη, διότι ο χρήστης έχει τον πλήρη έλεγχο του μονοπατιού δεδομένων. Στην ουσία, ο χρήστης μπορεί να προσαρμόζει δυναμικά το υλικό (hardware) των εικονικών του μηχανών. Αποκαλούμε αυτή την ιδιότητα ως “Αποθηκευτική Λειτουργικότητα οριζόμενη από το Χρήστη”. Η υλοποίηση του SPDK/VVU περιελάμβανε ενασχόληση με πολλαπλά έργα λογισμικού και αλληλεπίδραση με τις αντίστοιχες κοινότητες. Έχουμε υποβάλει αλλαγές στα έργα ανοικτού λογισμικού SPDK και DPDK. Τα SPDK και DPDK συναποτελούν το λογισμικό προσομοίωσης που τρέχει μέσα στην εικονική μηχανή που αποτελεί τη συσκευή απόθήκευσης. Έχουμε επίσης υποβάλει αλλαγές στο QEMU και στο VIRTIO για μια νέα συσκευή παραεικονικοποίησης που λέγεται “virtio-vhost-user”, η οποία υλοποιεί το μηχανισμό επικοινωνίας των εικονικών μηχανών. Συνολικά, κάποιες αλλαγές μας έχουν συγχωνευτεί, ενώ κάποιες άλλες τελούν αυτή τη στιγμή υπό αξιολόγηση.	el
heal.advisorName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Κοζύρης, Νεκτάριος	el
heal.committeeMemberName	Παπασπύρου, Νικόλαος	el
heal.committeeMemberName	Γκούμας, Γεώργιος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	174 σ.
heal.fullTextAvailability	true