本發(fā)明屬于虛擬機，更為具體地講，涉及一種虛擬機跨操作系統(tǒng)通信方法。

背景技術(shù)：

1、虛擬機技術(shù)在服務(wù)器、桌面環(huán)境以及嵌入式系統(tǒng)等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，它將物理硬件資源抽象成虛擬資源，實現(xiàn)資源隔離。虛擬化技術(shù)能夠充分利用有限的資源，支持多個操作系統(tǒng)在同一硬件平臺運行，分別發(fā)揮不同作用。虛擬機管理器(hypervisor)在不同分區(qū)之間實現(xiàn)了處理器資源、內(nèi)存資源以及外設(shè)資源的隔離與共享，因此在上層的虛擬機之間無法直接進行通信。然而，虛擬化的一個關(guān)鍵功能就是虛擬機之間以及主機系統(tǒng)與虛擬機之間的數(shù)據(jù)和內(nèi)存共享。為了實現(xiàn)這一目標，業(yè)內(nèi)提出了各種虛擬機間通信方法，主要虛擬機間通信方法包括通過網(wǎng)絡(luò)套接字實現(xiàn)虛擬機之間的通信、共享內(nèi)存技術(shù)、xensocket、xenloop和ivshmem等。這些方法各有優(yōu)缺點，但都存在一定的性能開銷和安全性問題：

2、網(wǎng)絡(luò)套接字通信雖然適用范圍廣，但數(shù)據(jù)傳輸需要經(jīng)過協(xié)議棧，存在多次數(shù)據(jù)拷貝和網(wǎng)絡(luò)延遲，導致性能開銷較大；

3、共享內(nèi)存技術(shù)：雖然能夠提高通信效率，但現(xiàn)有的共享內(nèi)存技術(shù)(如xensocket、xenloop、ivshmem)仍然依賴于網(wǎng)絡(luò)協(xié)議?；蛱摂Mpci設(shè)備，無法直接訪問共享內(nèi)存，且缺乏對共享內(nèi)存區(qū)域的精確保護；

4、虛擬pci設(shè)備通信：依賴于虛擬pci設(shè)備，對于不支持pci設(shè)備的操作系統(tǒng)(如某些嵌入式系統(tǒng))不適用，且無法保障多個虛擬機同時訪問共享內(nèi)存時的數(shù)據(jù)同步和實時性。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種虛擬機跨操作系統(tǒng)通信方法，利用微內(nèi)核操作系統(tǒng)的獨特特性，通過建立虛擬機之間的高效通信通道，實現(xiàn)了可靠的事件通知機制，同時利用微內(nèi)核的權(quán)限保護機制，對虛擬機間共享內(nèi)存區(qū)域進行了嚴格保護，確保只有被授權(quán)并映射了這塊內(nèi)存區(qū)域的虛擬機才能進行訪問，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中虛擬機間通信的性能開銷和安全性問題。

2、為了實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明虛擬機跨操作系統(tǒng)通信方法包括以下步驟：

3、s1：微內(nèi)核hypervisor創(chuàng)建虛擬機，并為每個虛擬機分配靜態(tài)的物理資源；

4、s2：為任意兩個虛擬機設(shè)置共享內(nèi)存區(qū)域，并將該共享內(nèi)存區(qū)域映射到對應(yīng)兩個虛擬機的虛擬地址空間中；

5、s3：通過權(quán)能機制對共享內(nèi)存區(qū)域進行設(shè)置，使得只有相關(guān)聯(lián)的虛擬機能夠訪問對應(yīng)的共享內(nèi)存區(qū)域；

6、s4：在微內(nèi)核hypervisor中建立基于優(yōu)先級的事件通知機制，用于調(diào)度和管理不同優(yōu)先級的通信任務(wù)；

7、s5：當兩個虛擬機需要通信時，通過對應(yīng)的共享內(nèi)存區(qū)域進行數(shù)據(jù)傳輸，具體方法為：發(fā)送方虛擬機將數(shù)據(jù)寫入共享內(nèi)存區(qū)域，并向微內(nèi)核hypervisor發(fā)送通信信息，微內(nèi)核hypervisor在接收到通信信息后，根據(jù)基于優(yōu)先級的事件通知機制判斷當前通信的優(yōu)先級并對現(xiàn)存通信排序，當此次通信為優(yōu)先級最高時，則向?qū)?yīng)接收方虛擬機發(fā)送通知，接收方虛擬機在接收通知后從共享內(nèi)存區(qū)域讀取數(shù)據(jù)，完成本次通信。

8、本發(fā)明虛擬機跨操作系統(tǒng)通信方法，微內(nèi)核hypervisor創(chuàng)建虛擬機，并為每個虛擬機分配靜態(tài)的物理資源，為任意兩個虛擬機設(shè)置共享內(nèi)存區(qū)域，并與對應(yīng)虛擬機綁定，發(fā)送方虛擬機發(fā)起通信將數(shù)據(jù)寫入共享內(nèi)存區(qū)域，接收方虛擬機則從共享內(nèi)存讀取該數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)虛擬機的跨操作系統(tǒng)通信。

9、本發(fā)明具有以下有益效果：

10、1)本發(fā)明基于共享內(nèi)存技術(shù)，只有建立通信連接的虛擬機雙方才能訪問這些內(nèi)存區(qū)域，而其他虛擬機無法訪問，從而大幅提升數(shù)據(jù)的安全性；

11、2)本發(fā)明設(shè)計了一個優(yōu)先級驅(qū)動的消息通知機制，這確保了在通信事件緊急的情況下，優(yōu)先級高的虛擬機能夠優(yōu)先進行數(shù)據(jù)共享，優(yōu)化了資源分配和通信效率。

技術(shù)特征：

1.一種虛擬機跨操作系統(tǒng)通信方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬機跨操作系統(tǒng)通信方法，其特征在于，所述共享內(nèi)存區(qū)域劃分為寫緩沖區(qū)和讀緩沖區(qū)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛擬機跨操作系統(tǒng)通信方法，其特征在于，所述步驟s5中虛擬機通過共享內(nèi)存區(qū)域進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)木唧w方法為：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的虛擬機跨操作系統(tǒng)通信方法，其特征在于，所述步驟s4中基于優(yōu)先級的事件通知機制的具體方法為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種虛擬機跨操作系統(tǒng)通信方法，微內(nèi)核hypervisor創(chuàng)建虛擬機，并為每個虛擬機分配靜態(tài)的物理資源，為任意兩個虛擬機設(shè)置共享內(nèi)存區(qū)域，并與對應(yīng)虛擬機綁定，發(fā)送方虛擬機發(fā)起通信將數(shù)據(jù)寫入共享內(nèi)存區(qū)域，接收方虛擬機則從共享內(nèi)存讀取該數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)虛擬機的跨操作系統(tǒng)通信。本發(fā)明利用微內(nèi)核操作系統(tǒng)的獨特特性，通過建立虛擬機之間的高效通信通道，實現(xiàn)了可靠的事件通知機制，同時利用微內(nèi)核的權(quán)限保護機制，對虛擬機間共享內(nèi)存區(qū)域進行了嚴格保護，確保只有被授權(quán)并映射了這塊內(nèi)存區(qū)域的虛擬機才能進行訪問，從而解決現(xiàn)有技術(shù)中虛擬機間通信的性能開銷和安全性問題。

技術(shù)研發(fā)人員：肖堃,劉鑫,李蒙,羅蕾,陳麗蓉
受保護的技術(shù)使用者：電子科技大學
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15