面向虚拟化系统的故障注入工具设计与实现

胡 慎，徐 珞，艾中良，李 宁

(华北计算技术研究所总体部，北京 100083)

0 引 言

面向虚拟化系统的故障注入技术可以给出对虚拟化系统的可靠性及容错性评价，是对虚拟化系统进行评测的重要方法[1]。

目前存在的故障注入工具如DEFINE、NFTAPE、DOCTOR和Xception等多为传统物理机故障注入工具[2]，不能直接应用到虚拟化系统上，且其缺少对虚拟化系统特有故障的测试，因此无法满足对虚拟化系统可靠性及容错性的评测。本文在分析典型虚拟化系统的体系结构及虚拟化机制的基础上，提出了一种面向虚拟化系统的故障注入工具架构，并以该架构为基础以及Xen系统实现了一种故障注入工具，完成了向虚拟化系统的核心即虚拟化管理器层(virtual machine monitor，VMM)的故障注入实验并依据实验结果对系统的可靠性和容错性进行分析，验证了工具的有效性。

1 传统故障注入技术

传统故障注入技术可分为1.1节和1.2节中介绍的两大类，此两类技术的具体定义及优缺点请参见文献[3]。

1.1 基于模拟的故障注入

常见的基于模拟的故障注入工具有CECIUM、FOCUS和MEFISTO等。该方法的优点是可以在系统设计的不同阶段进行故障的注入，不存在可访问性方面的限制。但是这种方法存在的缺点是在建模上比较复杂且比较耗时，不便于系统的便捷开发；并且需要准确的参数输入，当设计改变复杂化历史测试数据的使用时，很难获取准确的参数输入。

1.2 基于原型的故障注入

1.2.1 硬件故障注入

常见的硬件注入故障工具有Messaline、RIFLE等。其包含接触式和非接触式两类注入方法：接触式方法会直接接触目标系统；……