2010年中国数据中心市场总规模已达到92亿美元,近年来仍保持着两位数的增长率。随着数据中心规模的快速扩大,数据中心对软件和硬件资源的需求也在不断增加。操作系统方面,以Linux为代表的传统单体操作系统已经无法适应硬件的快速增长,而传统虚拟化方式带来的额外虚拟化开销也严重影响了应用执行效率,因此多内核操作系统RainForest应运而生。但由于磁盘驱动器的限制,磁盘资源无法共享给多个内核同时使用,本文提出一种文件系统虚拟化的方法解决多个内核磁盘访问的问题。网络文件系统NFS(network file system)是一种传统的通用解决办法,它可以将访问请求通过网络转发给其他内核,并将请求结果返回,但由于采用网络传输的方式,其性能非常糟糕,并随着请求数量和并发性的加大,性能下降非常严重。而数据中心应用恰好具有并发性高、数据量大的特点,NFS不能满足多内核操作系统对磁盘访问的需求。因此本文提出的文件系统虚拟化对于大数据量并发请求的处理能力尤为重要,根据以上需求进行设计和编码,实现了基于用户态文件系统FUSE(file system in user space)文件系统在多个内核中构建前后端,并通过前后端通讯的方式完成多个内核对磁盘的同时访问。作者完成的主要工作如下:(1)完全采用多线程的方式实现文件系统虚拟化,多个请求同时到达时根据请求数量分配相应的线程进行处理(2)采用线程池的技术进一步减小线程频繁创建和销毁带来的开销(3)采用共享内存的数据传输方式加快数据传输速度,极大减小了传输带来的性能损耗(4)采用中断与轮询共存的方式降低虚拟化本身带来的开销多内核操作系统系统文件系统虚拟化实现了通用操作系统系统进行磁盘访问所需的读、写、链接、删除、获取修改权限等全部二十多项操作,可以运行Hadoop、parsec等需要频繁访问磁盘的大型应用,且性能全面优于传统解决办法NFS,使多内核操作系统RainForest功能更加完善,更适用于现代数据中心。