云計算系統(tǒng)下多虛擬機內存的協(xié)同優(yōu)化方式

李恩屹

摘 要：隨著云時代的到來，人們的生活與云計算平臺的聯(lián)系也日益緊密，虛擬化技術可以將各類計算機資源實現(xiàn)抽象化處理，有效提升了虛擬機的運行效率，本文主要就云計算系統(tǒng)下多虛擬機內存的協(xié)同優(yōu)化方式進行分析。

關鍵詞：云計算系統(tǒng)；多虛擬機內存；協(xié)同優(yōu)化

隨著科學技術的發(fā)展和網絡技術的迅猛發(fā)展，云計算成為當今學術界最為流行的一種新型計算模式。而虛擬化技術是云計算的一種保障措施，它有效保證了基礎設施資源的動態(tài)部署，同時也在云計算的安全隔離方面起到了重要作用。本文對于多虛擬機內存協(xié)同優(yōu)化策略在云計算中的應用做出了闡述。

1 云計算平臺的特點分析

與傳統(tǒng)的以計算機為基礎的計算模式相比較，云計算更為注重網絡數(shù)據(jù)，建立起一個以網絡為中心、向用戶提供資源的系統(tǒng)。根據(jù)服務層次的不同，可以分為以下三種：

1）基礎設施即服務是用戶按照自己的需要而安裝的各種軟件。

2）平臺即服務是通過網絡提供的編程軟件等。

3）軟件即服務用戶在客戶端需要的軟件。

系統(tǒng)虛擬化技術就是整個基礎設施服務的核心，它是把多個計算和存儲資源進行網絡虛擬化處理，有效降低成本、提高服務能力。這里所說的虛擬化包括中央處理器的虛擬化、內存的虛擬化和輸入輸出設備的虛擬化。目前關于在中央處理器和輸入輸出設備的分時復用技術的研究已經較為成熟，但是對于內存的分時共享技術的研究還有所欠缺，這也成為了系統(tǒng)虛擬技術的一個瓶頸問題，也成為當今業(yè)界作為關注的熱點。

2 云計算平臺中多虛擬機內存協(xié)同優(yōu)化策略

我們通過優(yōu)化虛擬機的內存來達到掌握虛擬機目前的運行狀態(tài)，以及預測虛擬機近期需要負載情況的目的。合理調配虛擬機的內存，使過度占據(jù)的內存得以有效回收，提供給內存較為緊張的虛擬機，這樣在保證虛擬機性能的前提下對內存進行合理分配。當前對虛擬機進行合理分配的策略主要有頁面服用技術、內存動態(tài)調整機制和多虛擬機內存平衡技術三種。

2.1 頁面復用技術

這一技術又分為頁面交換和頁面共享兩種技術。頁面復用也就是虛擬機里面一部分物理內存頁面能夠跟有效與HOST OS的交換磁盤分區(qū)進行交換，這就使得內存空間有效擴大，能夠超出實際的內存大小。通過頁面復用技術虛擬機的內存資源得以優(yōu)化配置，使用效率也大大提高了。

2.2 內存動態(tài)調整機制主要包括氣球驅動技術和熱插拔技術兩種類型

前者是對內存進行動態(tài)調整的主要方式。這種方式把虛擬機中一些閑置的頁面回收回來，去滿足大量的虛擬機請求。熱插拔技術是指對虛擬機的內存如果出現(xiàn)波動情況，那么此項技術就可以對操作系統(tǒng)的內存管理接口進行處理，使其隨著需要進行增減，從而使得虛擬機的地址空間根據(jù)需要具有了伸縮能力。

2.3 多虛擬機的平衡技術又分成了單臺物理機和多臺物理機間的平衡

單臺物理機技術中又分為缺頁率曲線技術和內存分配策略。多臺物理機間平衡技術引入了雙層地質空間映射機制。

3 多虛擬機內存動態(tài)管理體系結構

多虛擬機的內存管理最終目的就是要使其能夠根據(jù)需要進行自動調節(jié)。合理利用內存資源，根據(jù)實際情況給虛擬機進行內存空間分配，從而達到虛擬機的內存發(fā)揮出最大的效率，多個虛擬機的內存能夠進行合理均衡地分配。這就要求多虛擬機內存管理系統(tǒng)能夠具有以下幾個方面的功能：

1）有效監(jiān)測功能。對內存資源的使用情況進行動態(tài)監(jiān)測，對閑置空間能夠動態(tài)分配，使內存資源能夠合理調節(jié)。

2）對客戶操作系統(tǒng)進行有效監(jiān)測功能。對所有的的客戶的內存資源的使用情況進行統(tǒng)計。

3）合理調節(jié)客戶操作系統(tǒng)的內存值。在內存資源充裕的情況下，能夠根據(jù)需要進行調節(jié)。

4）均衡各用戶操作系統(tǒng)的內存值。在內存資源緊缺的情況下，能夠根據(jù)各用戶機的使用情況進行均衡處理。

多虛擬機的內存動態(tài)管理系統(tǒng)又分為內存信息采集、管理策略、調節(jié)機制三個組成部分。其中內存信息采集模塊分為虛擬機監(jiān)視模塊和物理監(jiān)視模塊兩方面。管理策略有包括自發(fā)調節(jié)和全局調節(jié)兩個方面的策略。

內存信息采集模塊的主要任務就是對客戶的內存使用情況進行信息的收集，這是管理策略的的決策信息提供者。內存監(jiān)視模塊就是按照一定的時間周期對內存的情況進行統(tǒng)計，并傳達給管理模塊。內存監(jiān)視模塊對虛擬機內存使用情況和交換空間的使用情況進行檢測，根據(jù)檢測結果是內存得以合理分配。

4 結語

本文針對多虛擬機內存的管理系統(tǒng)進行了分析，對它的資源管理和內存分配策略進行了詳盡的闡述?？偠灾摂M化技術可以將各類計算機資源實現(xiàn)抽象化處理，有效提升了虛擬機的運行效率，目前，這一技術已經在國內外得到了廣泛應用，取得了良好的成效。

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