虚拟化技术的发展已有近50年的历史，虚拟机系统也已经广泛应用于高性能服务器整合、网络安全、入侵检测和云计算等领域。虚拟I/O作为虚拟机系统的重要组成部分，对虚拟机系统的性能有着不可忽略的影响，尤其在分布式计算机系统中，I/O的性能很可能成为系统性能的瓶颈。目前，提高虚拟机的执行效率是优化虚拟I/O性能的主要方法，但成熟的虚拟机系统中，执行效率的提升已经十分困难，而在成百上千个虚拟机同时运行在一套硬件平台的情况下，从资源分配的角度优化虚拟I/O，更容易取得显著的效果。本文研究Xen虚拟机的I/O带宽动态分配策略，主要工作有以下几个方面：首先，简单介绍了虚拟化技术的相关知识以及研究热点，概述了虚拟I/O优化的基本方法和研究现状，详细解析了Xen虚拟I/O的分离设备驱动模型及其关键技术。然后，针对Xen虚拟I/O，从服务的角度对带宽动态分配进行需求分析，结合Xen半虚拟化模式的特点，提出了一种虚拟链路动态映射(DMVL)模型，并对该模型进行理论推导分析，制定了性能测试方法。DMVL的基本思想是为每个虚拟机映射一条逻辑数据通路(LDP)，通过隔离各个虚拟机的数据流，以维持虚拟机稳定的带宽。DMVL全局监控各LDP的带宽，在自适应调节机制的辅助下，为虚拟机公平的动态分配带宽。随后，通过块设备驱动和网络设备驱动阐述了DMVL模型与Xen虚拟I/O相结合的方法。最后，详细分析Xen虚拟网络设备驱动以及网络数据包传输流程，在Xen虚拟网络中实现了DMVL的详细设计。针对虚拟机共享后端I/O请求队列可能带来的公平性问题，为每个虚拟机建立独立I/O请求队列，提高虚拟机之间的独立性；设计了共享“日志”的方法实现自适应带宽调节机制，结合“日志”数据，将credit带宽限制模块改进成带宽调节控制模块；针对多请求队列的设计，在后端新增了基于“日志”的彩票调度算法进行比例公平调度；通过与原Xen的对比实验对DMVL进行性能分析和评估，在不同速率、不同数据包长度和各种数据流混合的情况下，测试了DMVL的带宽利用率、公平性和稳定性指标，实验结果表明DMVL的公平性、稳定性有显著提高，在不同数据流混合的情况下公平性较Xen提高了57%以上。