虚拟机技术通过模拟底层硬件资源,实现在一台物理机器上同时运行多个操作系统的能力,并保证它们之间的相互隔离。虚拟机在工业和研究领域具备众多用途:如采用虚拟机的动态迁移技术实现服务器的动态封装转移和运行时负载均衡;虚拟机具有更高的安全性,可用于系统安全领域和系统开发测试领域;虚拟机还可用于高性能的集群计算等等。这些用途使得虚拟机技术成为当今的研究热点。作为x86架构下的一款优秀的开源虚拟机,Xen具有巨大的发展潜力,但国内相关的资料和文献不多。本研究以Xen源代码为蓝本,综合国外众多学术文献,对Xen虚拟机做了全面细致的研究和分析。所做的具体工作如下:(1)从历史背景、应用场景和实现技术三方面研究和分析了虚拟机技术,总结比较了当今一些流行的虚拟机。(2)深入研究和系统分析了Xen的结构和关键技术,着重分析了控制面板的结构和功能。(3)详细阐述了Xen内存管理核心模块的设计,包括Xen自身的内存分配和管理,Xen对客户操作系统物理内存的分配和追踪,及对客户操作系统虚拟地址的映射。结合Intel VT芯片级硬件虚拟化技术,分析了全虚拟化Xen的内存管理方式。(4)使用业内权威的测试方法测试了全虚拟化Domain各方面的性能,并对测试结果进行了分析。论文最后对Xen的发展方向和进一步应用做了展望。