虚拟化技术是使若干的操作系统相互隔离的运行在一台物理机上的技术，起源于上个世纪六十年代，近年来在各大公司和科研机构的带领下虚拟化蓬勃发展，相关领域的研究工作和研究成果愈来愈多。虚拟化技术后来被容错领域引入，提出了基于虚拟化的双机热备份概念，这个技术的实现方法主要两种：基于快照、基于重放。典型基于重放技术的系统有VMware公司的vSphere，基于快照技术的双机热备份在应用上不很广泛，几乎没有产品化的应用，而且对客户操作系统的性能有一定影响。　　 本文在开源虚拟机管理器Xen平台上设计并实现了基于快照技术的双机热备份原型系统，该系统使用共享外存存放操作系统镜像，能够对被保护的客户操作系统实现透明的热备份。除此之外，本文还研究了原型系统造成客户操作系统性能损失的原因，并基于局部性原理提出了几种优化方案：对影子页表复用的优化能够大大降低客户操作系统在热备份模式下的读陷出次数；对写操作进行预测能够降低客户操作系统的写陷出次数；对脏页标记批量化可以降低标记脏页时的耗时。经过试验证明几种优化方案在大多数情况下能够有效的提升客户操作系统的性能。