当今的云计算中心往往通过虚拟化技术在一台物理服务器上运行多台虚拟机以达到充分利用昂贵的硬件资源的效果。而且,随着分布式计算、分布式存储等技术的发展,在云计算中心中虚拟机之间的网络通信负载正变得越来越繁重。在这一背景下,网络虚拟化技术逐渐成为制约云计算中心提升整体效能的关键瓶颈所在。虚拟化技术的实现方案一般分为软件模拟的方案与硬件辅助实现的方案两种。一般而言,通过硬件辅助实现的虚拟化方案会比通过软件模拟的虚拟化方案为虚拟机带来更好的性能并为物理服务器带来更低的系统资源消耗。这是因为在通过硬件辅助实现的虚拟化方案中,虚拟机能绕过一些在软件模拟实现的虚拟化方案中不可避免的与虚拟机监控器交互的过程,从而直接与物理服务器上支持辅助虚拟化功能的硬件实现交互。在网络虚拟化领域,单根虚拟化技术(Single Root I/O Virtualization,简写为SRIOV技术)就是这样一种实现网络I/O虚拟化性能大幅提升的硬件辅助实现的虚拟化技术。SRIOV技术由直接I/O技术(Direct I/O)发展而来。通过配置,单个支持SRIOV功能的网络适配器能产生一定数量的虚拟功能(Virtual Function)。这些虚拟功能可以作为虚拟网络适配器分配给物理服务器上的虚拟机使用。虚拟功能共享物理网络适配器中的硬件资源,也有自己专属的独立PCIe配置空间。然而当前基于SRIOV技术的网络虚拟化仍然存在一些有待改进的问题。在云计算中心的网络环境中,多虚拟机与高网络负载的环境为物理服务器上网络适配器的中断频率控制带来了挑战。目前支持SRIOV功能的网络适配器往往通过简单、静态地设置中断频率上限的方式来管理网络适配器上的中断频率。然而,我们的实验表明这种中断频率控制方案在多虚拟机与高网络负载的环境下并不能很好地消除中断过载现象的发生。过载的中断不仅浪费了大量的计算资源,而且导致网络吞吐率的下降,极大地制约了网络虚拟化的性能。针对这个问题,我们首先通过探索实验与数学建模下的理论推导对多虚拟机与高网络负载环境下的网络虚拟化性能的特点与变化规律进行了一定的研究,并得出了一些有益的结论。然后,在这些结论的启发下,我们设计并实现了一种基于启发式策略的中断频率控制框架,并设计、实现了5种基于不同原理的启发式中断频率控制策略。我们用实验验证了我们的中断频率控制机制的优化效果,实验数据表明在多虚拟机与高网络负载的环境下,我们设计的这一套中断频率控制机制相比支持SRIOV功能的网络适配器中原版的中断频率控制方案,能实现最高63.67%的网络吞吐率提升和最多44.11%的CPU使用率的降低。