Loading...

Hypervisor-based Dependability in Multi-core Processors

Ahmadisakha, Sahar | 2016

440 Viewed
  1. Type of Document: M.Sc. Thesis
  2. Language: Farsi
  3. Document No: 48901 (19)
  4. University: Sharif University of Technology
  5. Department: Computer Engineering
  6. Advisor(s): Miremadi, Ghasem
  7. Abstract:
  8. When multicore processors entered in industry and parallel processing became popular, most challenges have started. Some of the challenges include binding and time sharing of an application with deadline meating constraint. Another important challenge is that, these kinds of processors become more susceptible to transient faults. Among solutions to the mentioned challenges, virtualization which was one of the well known ones becomes applicable again because of some of its advantages such as flexibility, high abstraction and low cost implementation. But this technology has some drawbacks too. It can make system complex and leads to memory and performance overhead. Constructing a reliable platform based on this technology is as of high importance, because nowadays most of the common systems including cloud computing system and data centers are totally based on virtualization technology. Reliability improvement methods in virtualization environments are based on four main concepts, emulation, isolation, migration and replication, which the las two ones cause significant memory and performance overhead. Proactive methods among all other reliability improvement methods are more popular, because they mask faults. This project tries to execute computations correctly by presence of transient faults, using virtualization technology and replicaion concept. For doing so it leverages privilege level concept and hypercall mechanism. Here two approaches are used. First one issues hypercall from application context directly and the second approach plan to have redundant execution for hypercall requests. Whole implementations of these methods are based on Xen hypervisor. First approach reduces the performance overhead by 50% and the second approach just causes 3.2% performance overhead
  9. Keywords:
  10. Reliability ; Dependability ; Virtualization ; Multicore Processors ; Hypervisor ; Hypercall

 Digital Object List

 Bookmark

  • چکیده
  • 1- مقدمه
    • 1-1- انگیزه‏ی روی کار آمدن چندهسته‏ای‏ها و استفاده از مجازی‏سازی
    • 1-2- انگیزه‏ی استفاده از مجازی‏سازی در این پژوهش
    • 1-3- اهداف و دستاوردهای پایان‏نامه
  • 2- معرفی مفاهیم حوزه‏ی مجازی‏سازی و تحلیل و بررسی رفتار ابردیدبان
    • 2-1- ادبیات موضوعی و مفاهیم
    • 2-2- تحلیل عملکرد ابردیدبان از نظر قابلیت‏ اطمینان
      • 2-2-1- استفاده از ابردیدبان Xen برای تحلیل قابلیت‏اطمینان یک سامانه‏ی مبتنی بر ابردیدبان
      • 2-2-2- بررسی اجزا ابردیدبان Xen
      • 2-2-3- تأثیر وقوع اشکال برروی سامانه‏ی مجازی‏سازی شده
      • 2-2-4- معرفی درخت اشکال
      • 2-2-5- پژوهش‏های مرتبط در زمینه‏ی تحلیل تحمل‏پذیری اشکال لایه‏ی مجازی‏سازی
    • 2-3- روش پیشنهادی برای تحلیل سامانه
    • 2-4- سامان‏دهی درخت اشکال سامانه‏ی مبتنی بر ابردیدبان
      • 2-4-1- درخت اشکال کلی
      • 2-4-2- درخت اشکال جزئی
    • 2-5- بررسی تأثیر لایه‏ی مجازی‏سازی بر بهره‏وری سامانه
  • 3- پژوهش‌های پیشین
    • 3-1- روش‏های مبتنی بر ویژگی‏های سخت‏افزار
      • 3-1-1- روش‏های مبتنی بر همانندسازی
      • 3-1-2- روش‏های مبتنی بر مهاجرت
      • 3-1-3- روش‏های مبتنی بر تکرار
    • 3-2- روش‏های مبتنی بر ویژگی‏های نرم‏افزار
      • 3-2-1- روش‏های مبتنی بر تکرار
      • 3-2-2- روش‏های مبتنی بر جداسازی
      • 3-2-3- روش‏های مبتنی بر مهاجرت
  • 4- روش پیشنهادی
    • 4-1- شرح مسئله
    • 4-2- مقدمه‏ای بر راه‏‏حل پیشنهادی
      • 4-2-1- ساختار فراخوان ابردیدبانی
      • 4-2-2- ساختار سطوح امتیاز
    • 4-3- راه‏کار HCA: استفاده از فراخوان ابردیدبانی در برنامه‏ی کاربردی برای اجرای افزونه
      • 4-3-1- حالت HCA_0: استفاده از فراخوان‏های ابردیدبانی در داخل برنامه‏ی کاربردی
      • 4-3-2- حالت HCA_1: اجرای افزونه توسط فراخوان ابردیدبانی
    • 4-4- راه‏کار REHC: اجرای افزونه‏ی فراخوان‏های ابردیدبانی
      • 4-4-1- شرح مسئله
      • 4-4-2- مشاهده‏ی انگیزشی
      • 4-4-3- راه‏کار REHC: اجرای افزونه‏ی لایه‏ی درخواست‏ها به فراخوان‏های ابردیدبانی
  • 5- آزمایش، ارزیابی و تحلیل نتایج
    • 5-1- مقدمات بستر آزمایش و ارزیابی
    • 5-2- نحوه‏ی آزمایش و تحلیل نتایج راه‏کار HCA
      • 5-2-1- پیکربندی‏های مختلف سامانه برای حالت HCA_0
      • 5-2-2- تحلیل نتایج حالت HCA_0
      • 5-2-3- تحلیل نتایج حالت HCA_1
    • 5-3- نتایج آزمایش و تحلیل راه‏کار REHC
  • 6- نتیجه‌گیری و کار‌های آتی
    • 6-1- جمع‏بندی و کارهای انجام شده
    • 6-2- نقاط ضعف و قوت پژوهش صورت‏گرفته
    • 6-3- پیشنهادها و کارهای آتی
  • 7- مراجع
  • واژه‌نامه‌ی فارسی به انگلیسی
  • واژه‌نامه‌ی انگلیسی به فارسی
...see more