服务器是信息服务业的基础设施，但当前利用率普遍偏低。虚拟化技术能够提升服务器效率，降低管理复杂程度，在数据中心得到广泛运用。块设备是存储I/O系统中的主要外部设备，其访问性能对系统整体运行效率产生重要影响。虚拟化环境中存在大量并发访问，使块设备负担加剧，成为制约整体性能的瓶颈。为解决虚拟机块设备的访问瓶颈问题，以Linux操作系统中开源虚拟机软件Xen为对象，研究虚拟机块设备访问方式的优化方案。分析发现Xen虚拟机块设备访问过程中存在临界资源冲突、工作负载分布不均等问题。采用并行优化技术，为重要环节增加处理线程，将原单通道访问方式改进为双通道访问方式，缓解临界资源争用情况，提高工作效率。各个虚拟机的I/O需求不尽相同，在系统资源能够满足虚拟机需求总和的前提下，还需要有效的资源调度分配机制辅助系统运行。Xen虚拟机当前的虚拟块设备带宽分配机制仅实现平均分配，不能满足用户需求。通过分析虚拟块设备对带宽的不同需求情况，设计对应的有限状态机，并据此实现虚拟块设备带宽分配，使各个虚拟机能够进行虚拟块设备带宽动态调整，按需获取资源。通过对改进后的访问方式进行测试，证实相对原单通道访问方式，双通道访问方式读、写请求效率分别提高17%和14%，提升系统整体性能。带宽分配功能可以适应复杂的虚拟块设备工作环境，为特定的虚拟机提供最小带宽保护，保证其运行需求得到满足。