KVM客戶機(jī)主動共享的內(nèi)存超量使用策略研究.pdf

1、隨著云計算產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展,云服務(wù)器集群中的計算資源的管理已成為人們關(guān)注的重點。相比于傳統(tǒng)的服務(wù)器集群,云計算通過虛擬化等技術(shù)改進(jìn)服務(wù)器的軟硬件資源的管理和分配的方式,提高了硬件資源的整體利用率和服務(wù)的可靠性。然而,虛擬化技術(shù)在應(yīng)用于服務(wù)器資源管理的過程中也遇到了一些挑戰(zhàn),其中的挑戰(zhàn)之一就是虛擬機(jī)內(nèi)存資源分配的合理性。合理高效的虛擬機(jī)內(nèi)存資源分配管理是保障云計算環(huán)境整體效率的關(guān)鍵之一。內(nèi)存作為計算和存儲的中間環(huán)節(jié)在虛擬化平臺中顯得尤為重要

2、,進(jìn)一步優(yōu)化虛擬機(jī)內(nèi)存管理將是提高虛擬化平臺整體資源利用率的關(guān)鍵。
　　然而,由于現(xiàn)有的KVM(Kernel-based Virtual Machine)虛擬化平臺中內(nèi)存管理的方式無法在物理機(jī)上分辨客戶機(jī)內(nèi)部內(nèi)存頁面的具體狀態(tài),客戶機(jī)內(nèi)存頁面僅以被訪問的頻率和內(nèi)容上的重復(fù)性的形式被物理機(jī)所感知,可能出現(xiàn)一些不合理的情況,各種現(xiàn)有的內(nèi)存超量使用策略也都存在一定的局限性或缺陷。
　　本文提出了新的超量使用內(nèi)存策略,即以修改客戶機(jī)

3、系統(tǒng)內(nèi)核的方式使客戶機(jī)主動提出與物理機(jī)共享其中未使用部分內(nèi)存,以修改物理機(jī)上KVM模塊的方式回收客戶機(jī)愿意共享部分的內(nèi)存,從而排除此部分客戶機(jī)內(nèi)存對物理機(jī)內(nèi)存調(diào)度算法的干擾。
　　本策略可充分利用現(xiàn)有KVM平臺的各種策略模擬操作系統(tǒng)級虛擬化技術(shù)的內(nèi)存管理特點,保留物理機(jī)操作系統(tǒng)的頁面交換策略,讓其感知客戶機(jī)操作系統(tǒng)的內(nèi)存訪問頻率;以KSM策略合并客戶機(jī)中重復(fù)頁面的方式模擬操作系統(tǒng)級虛擬化中的加載程序或文件的去重特點;以本設(shè)計回收客

4、戶機(jī)中未使用內(nèi)存的方式模擬操作系統(tǒng)級虛擬化中客戶機(jī)程序?qū)⑽词褂脙?nèi)存釋放回物理機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核內(nèi)存管理單元;以本設(shè)計關(guān)于客戶機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核物理內(nèi)存頁塊優(yōu)先級的處理模擬操作系統(tǒng)級虛擬化中統(tǒng)一的伙伴頁塊鏈表管理。
　　在與其他現(xiàn)有的內(nèi)存超量使用策略對比時,本文提出了基于微觀內(nèi)存頁面行為的模型,隨后展開介紹了兩種不同的設(shè)計方案和內(nèi)存外部碎片對本設(shè)計的影響,最后通過KVM虛擬化平臺下模擬內(nèi)存占用的實驗論證了本設(shè)計可取得良好的效果。宏觀測試實驗