KVM客戶機主動共享的內存超量使用策略研究.pdf

1、隨著云計算產業(yè)的快速發(fā)展,云服務器集群中的計算資源的管理已成為人們關注的重點。相比于傳統(tǒng)的服務器集群,云計算通過虛擬化等技術改進服務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的可靠性。然而,虛擬化技術在應用于服務器資源管理的過程中也遇到了一些挑戰(zhàn),其中的挑戰(zhàn)之一就是虛擬機內存資源分配的合理性。合理高效的虛擬機內存資源分配管理是保障云計算環(huán)境整體效率的關鍵之一。內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、,進一步優(yōu)化虛擬機內存管理將是提高虛擬化平臺整體資源利用率的關鍵。
　　然而,由于現(xiàn)有的KVM(Kernel-based Virtual Machine)虛擬化平臺中內存管理的方式無法在物理機上分辨客戶機內部內存頁面的具體狀態(tài),客戶機內存頁面僅以被訪問的頻率和內容上的重復性的形式被物理機所感知,可能出現(xiàn)一些不合理的情況,各種現(xiàn)有的內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存策略,即以修改客戶機

3、系統(tǒng)內核的方式使客戶機主動提出與物理機共享其中未使用部分內存,以修改物理機上KVM模塊的方式回收客戶機愿意共享部分的內存,從而排除此部分客戶機內存對物理機內存調度算法的干擾。
　　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)級虛擬化技術的內存管理特點,保留物理機操作系統(tǒng)的頁面交換策略,讓其感知客戶機操作系統(tǒng)的內存訪問頻率;以KSM策略合并客戶機中重復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;以本設計回收客

4、戶機中未使用內存的方式模擬操作系統(tǒng)級虛擬化中客戶機程序將未使用內存釋放回物理機操作系統(tǒng)內核內存管理單元;以本設計關于客戶機操作系統(tǒng)內核物理內存頁塊優(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)有的內存超量使用策略對比時,本文提出了基于微觀內存頁面行為的模型,隨后展開介紹了兩種不同的設計方案和內存外部碎片對本設計的影響,最后通過KVM虛擬化平臺下模擬內存占用的實驗論證了本設計可取得良好的效果。宏觀測試實驗