基于单根I/O虚拟化的密码设备中断频率优化方法

针对虚拟化环境下中断频率过大影响密码设备密码运算性能的问题,提出了一种降低中断频率的性能优化方法。首先建立了中断频率控制模型,通过实验验证了该模型的合理性和正确性;然后基于单根I/O虚拟化,在虚拟功能驱动层加入速度监测模块来实时监测加密速度的变化,并且当该模块监测到加密速度降低时自动调整虚拟功能中断频率上限,降低由中断频率过大带来的I/O传输消耗。实验结果表明,中断频率上限的调整显著提高了I/O密集型加密过程的加密速度。

减少上下文切换的虚拟密码设备中断路径优化方法

针对虚拟化环境下密码设备中断传输开销过大影响密码运算性能的问题,提出了一种减少上下文切换(RCS)的虚拟密码设备中断路径优化方法。首先,该方法在虚拟密码机(VCM)内核建立了一个由主机到VCM的关系映射表;然后,对传输到VCM的中断请求,由关系映射表判断中断请求类型,并对VCM中不存在的中断类型进行注册;最后,直接交由VCM中断处理器处理。该过程减少了中断处理过程中由于主机介入导致的系统频繁上下文切换开销,提高了VCM的密码运算性能。实验选取VCM执行密码运算的速度作为性能参考指标,结果表明,该机制下VCM使用高级加密标准(AES)算法加密时速度提高了16.35%,使用安全散列算法(SHA256算法)加密时速度提高了12.25%。

基于网卡虚拟化的高性能容器网络设计

单根I/O虚拟化技术为传统数据中心提供高效的服务器整合能力和灵活的应用部署能力,通过将多个网卡直通到虚拟机,减少额外包复制带来的性能损失,使得网络I/O具有接近主机的性能。然而,在网络功能虚拟化场景下单独使用单根I/O虚拟化技术会降低传统数据中心的网络I/O虚拟化性能。针对网络功能虚拟化长链场景,结合单根I/O虚拟化技术和软件虚拟化技术,设计基于网卡虚拟化的高性能容器网络。通过转发模块判断网络流量的目的地址,寻找最优的流量转发路径,实现流量的灵活转发。利用基于脚本程序的自动化部署模块,对每个节点业务进行支持动态增删服务的配置,便于用户对网络进行管理和修改。实验结果表明,在网络功能虚拟化长链场景下,相比单根I/O虚拟化技术,该网络延迟降低约20%,同时能够有效提高网络吞吐量,解决数据中心的网络I/O虚拟化问题。

密码卡虚拟化技术研究与实现

密码卡是一种密码设备,位于网络安全平台的物理层,通过各种密码算法为上层应用系统提供加解密、数字签名等密码运算服务。从云计算安全方面考虑,密码卡需要具备高速运算的特点,并且需要通过虚拟化技术实现高并发性。密码卡作为输入/输出(Input/Output,I/O)设备面临的挑战是,如何在虚拟化的情况下获得良好的I/O性能并有效地共享I/O设备。目前I/O虚拟化技术的发展相对滞后,影响了虚拟机的整体性能。基于此,该文提出了3种密码卡虚拟化设计方案,实现了基于现场可编程门阵列(FPGA)的软件虚拟化密码卡和基于单根I/O虚拟化技术的硬件虚拟化密码卡。在实际应用中,虚拟化密码卡通过高速外设部件互连标准(PCI-E)总线内置于服务器中,具备高性能并且通过软件调度可以被多用户共享。结果表明,该技术可应用于金融、电信等信息安全领域,具备广阔的应用前景。

逐根法图像处理方式测量棉纤维长度

为快速、准确、无损伤地测量棉纤维长度,介绍图像处理技术目前在纺织检测中的应用现状,分析人工将大量未经梳理的棉纤维单根化并进行图像采集,采用逐根法图像处理方式对纤维长度进行测量,并与三种常用测量仪器HVI型、AFIS型、Y111型的测量结果进行实验对比与分析。指出:逐根法图像处理方式测量棉纤维长度,能有效解决棉纤维测试受损丢失问题,可提高棉纤维长度分布测量的准确性与可靠性,但测量速度慢,测量所需的样本量范围仍需进一步研究确定。

CPE虚拟环境创建方法研究

目前,虚拟化正在改变企业内传统网络功能的使用方式,而专用硬件设备的广泛使用且缺乏完整的方案方法,这在很大程度上导致了网络环境的复杂、昂贵且不灵活。SDN(软件定义网络)和NFV(网络功能虚拟化)等新技术为简化这种网络环境提供了机会。文章分析CPE(客户端设备)虚拟环境创建的重要性,研究虚拟环境创建的4种方法:基于Linux网桥的方法、基于标准虚拟交换机的方法、基于DPDK(数据平面开发工具包)虚拟交换机的方法、基于SR-IOV(单根输入/输出虚拟化)的方法,最后对4种方法的吞吐量性能进行比较。

基于SR-IOV的TCM硬件虚拟化构建可信虚拟环境

虚拟可信密码模块(vTCM)架构在安全和性能上均存在缺陷,不满足特殊应用场景下高安全性的需求.本文基于设备虚拟化技术提出了一种TCM硬件虚拟化的实现架构,利用该架构设计密钥结构,得到构建高安全可信虚拟环境的方法,为虚拟机提供硬件级的可信密码服务.可行性验证分析表明,本系统能够增强可信虚拟环境安全性,提高系统效率.

分布式存储性能优化研究

介绍了分布式存储的基本架构、与虚拟化平台对接的方式,通过对虚拟机的通用输入输出(Input Output, IO)路径的分析,找出影响存储性能的因素。针对这些因素进行研究,并通过调整部署方式、升级硬件等手段对分布式存储性能进行提升,为5G时代万物互联对存储需求打下了一定的基础。