M2ram：云平臺(tái)大頁內(nèi)存壓縮系統(tǒng).pdf

1、在當(dāng)今的云計(jì)算環(huán)境下，為了提高物理資源的使用效率，單臺(tái)物理服務(wù)器上整合了幾十甚至上百個(gè)虛擬機(jī)來承載云業(yè)務(wù)。為了保證云業(yè)務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，物理服務(wù)器采用無交換分區(qū)的2M大內(nèi)存頁機(jī)制管理物理內(nèi)存。然而Linux現(xiàn)有的大頁管理機(jī)制Hugetlbfs由于不支持內(nèi)存壓縮回收以及大頁空間拓展性差，導(dǎo)致其不能很好地滿足業(yè)務(wù)需求。同時(shí)，在實(shí)際的部署環(huán)境中，物理服務(wù)器內(nèi)存中存在較多的重復(fù)數(shù)據(jù)，而現(xiàn)有的內(nèi)存去重技術(shù)(KSM、UKSM)并不能很好地支持大頁機(jī)制，

2、致使寶貴的物理內(nèi)存資源沒有被充分的利用。
　　為了提高云計(jì)算環(huán)境下物理服務(wù)器系統(tǒng)的性能和物理內(nèi)存的使用效率（復(fù)用率），同時(shí)盡可能小地修改系統(tǒng)內(nèi)核。本文將基于大頁內(nèi)存管理分配框架PHPA(Pristine Huge Page Allocator)，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一套大頁內(nèi)存壓縮管理系統(tǒng)M2ram(2M ram)。該系統(tǒng)將不經(jīng)常使用的大頁壓縮存放在內(nèi)存中，以提高物理內(nèi)存的復(fù)用率。為了實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)，本文完成了下列工作:
　　(1)采用

3、全新大頁內(nèi)存管理框架PHPA。該框架和Linux內(nèi)核耦合性低，還可以大幅降低大頁元數(shù)據(jù)的內(nèi)存開銷，進(jìn)一步節(jié)省可用物理內(nèi)存。
　　(2)對(duì)業(yè)務(wù)場(chǎng)景進(jìn)行分析，并根據(jù)其設(shè)計(jì)一套全新的從冷熱頁追蹤、大頁回收、內(nèi)存壓縮管理到缺頁異常處理完整流程的大頁壓縮系統(tǒng)M2ram。利用多流壓縮技術(shù)，提高了在NUMA架構(gòu)下M2ram的并發(fā)能力。
　　(3)提出了把2M大頁數(shù)據(jù)壓縮后存放到4k頁空間的全新壓縮數(shù)據(jù)存儲(chǔ)管理機(jī)制。其空間浪費(fèi)率低達(dá)1/51