Xen半虚拟化下的非确定性事件记录系统XLS

"这篇论文详细介绍了基于半虚拟化Xen的非确定性事件记录系统XLS，该系统针对现有虚拟机记录系统的效率低、需修改客户机操作系统以及日志量大的问题进行了改进。XLS利用Xen虚拟机的高效性能和开源特性，在Hypervisor层及控制域中捕获并记录非确定性事件，无需改动被记录的操作系统。系统对Mini-OS进行记录，精确度依赖于性能计数器而非操作系统时钟，从而提高了事件记录的准确性。通过跨域存储，XLS将不同类型的非确定性事件分门别类地记录在不同文件中，优化了日志管理，减少了存储空间。性能测试显示，XLS在记录键盘输入和时钟更新事件时，性能损耗极小，日志增长率也远低于同类系统。关键词涉及半虚拟化Xen、记录系统、非确定性事件和性能计数器。" 本文研究的核心是基于Xen虚拟化的非确定性事件记录系统，它解决了传统虚拟机记录系统面临的一些关键挑战。Xen作为一个高效的虚拟化平台，被选为实现这一记录系统的基石，因为它在虚拟机领域表现出色，并且开源，允许进行定制和优化。论文提出的方法，XLS，能够在Xen的Hypervisor层直接记录非确定性事件，如用户输入和时间更新，而无需修改运行在其上的客户操作系统，如Mini-OS。这种设计减少了对操作系统内核的侵入性，同时保持了记录的准确性。 记录系统XLS的独特之处在于，它使用性能计数器来确定事件发生的时间，而不是依赖于操作系统自身的时钟，这有助于提高事件记录的精确度。此外，XLS采取了一种跨域存储策略，将不同类型的非确定性事件分别存储在不同的文件中，使得日志管理更加模块化，内容更清晰，同时降低了日志的存储需求。 实验结果表明，XLS在记录键盘输入和时钟更新等事件时，性能开销非常低，对整体系统性能的影响微乎其微。日志的增长速度也非常可控，远低于Revirt、ExecRecorder和ReTrace等现有虚拟机记录系统。这些优势使得XLS成为一种理想的解决方案，尤其适用于需要高效率和精确记录的场景，如系统调试、故障恢复和安全监控。