CN102622304A - 一种双层地址空间映射的内存优化方法 - Google Patents
一种双层地址空间映射的内存优化方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102622304A CN102622304A CN2012100290999A CN201210029099A CN102622304A CN 102622304 A CN102622304 A CN 102622304A CN 2012100290999 A CN2012100290999 A CN 2012100290999A CN 201210029099 A CN201210029099 A CN 201210029099A CN 102622304 A CN102622304 A CN 102622304A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- address space
- physical server
- mapping
- double
- memory
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Storage Device Security (AREA)
- Memory System Of A Hierarchy Structure (AREA)
Abstract
本发明公开一种双层地址空间映射的内存优化方法，为面向云计算环境，跨越不同物理服务器资源边界实现内存资源动态分配，其特征在于：各物理服务器采用双层地址空间映射机制；物理服务器的控制台提供全局扩展地址空间，管理所有映射到本地扩展地址空间的远程空闲内存；物理服务器的虚拟机监控器提供逻辑扩展地址空间，扩展本地物理地址空间；物理服务器的控制台提供地址映射组件，完成从全局扩展地址空间到逻辑扩展地址空间的映射。
Description
技术领域
本发明涉及云计算技术，特别是面向云计算环境的物理服务器内存资源动态分配和利用的方法。
背景技术
云计算使计算机成为了一种效能工具、使软件作为一种服务，同时对计算机软件和硬件设计都带来了巨大的挑战。对于支撑服务运行的底层计算基础设施，挑战主要集中在两个方面：***软件和硬件。，自适应性资源配置是***软件面临的最大挑战，如何分配资源又是这个挑战的最核心问题。
虚拟化技术的引入带来了如下几个方面的好处：更细粒度的资源共享、安全隔离、高可靠性等。通过以虚拟机(VM)为粒度的分时复用技术，虚拟化平台可以有效地进行服务器整合以提升资源利用率，并最终提高云计算基础设施的整体资源利用率。.但是，现在的虚拟化技术主要关注在一台物理服务器内的资源优化，通过资源的复用技术来提高单台服务器的资源利用率，而对于全局资源优化来说，则缺乏访问远程资源的虚拟化支撑技术。
利用虚拟化技术来构建对操作***透明的云数据中心面临如下两大挑战：(1)如何构建更有弹性的、可靠的全局资源空间，并建立资源流动框架，实现跨越物理机边界的资源优化；(2)如何动态地识别闲置资源，为资源优化提供可以流动的资源空间。
发明内容
本发明的目的是面向云计算环境，提出一种跨越不同物理服务器资源边界实现内存资源动态分配方案。它适合不需要修改操作***源代码或***对应的驱动来利用远程资源。
本发明通过如下方案实现：
一种双层地址空间映射的内存优化方法，为面向云计算环境，跨越不同物理服务器资源边界实现内存资源动态分配，其特征在于：
各物理服务器采用双层地址空间映射机制；物理服务器的控制台提供全局扩展地址空间，管理所有映射到本地扩展地址空间的远程空闲内存；物理服务器的虚拟机监控器提供逻辑扩展地址空间，扩展本地物理地址空间；物理服务器的控制台提供地址映射组件，完成从全局扩展地址空间到逻辑扩展地址空间的映射。
其中，所述控制台为具有特权的虚拟机，拥有管理远程空闲内存的权限。
进一步，所述的双层地址空间映射的内存优化方法，其特征在于，包括步骤：
步骤一，各物理服务器虚拟机将本地空闲的内存资源通过虚拟技术形成远程空闲内存池；
步骤二，远程空闲内存池内的内存资源分别被映射到各物理服务器的本地扩展地址空间；
步骤三，各物理服务器通过虚拟机监控器监控远程可用的内存；
步骤四，各物理服务器通过控制台的全局扩展地址空间管理所有映射到本地扩展地址空间的远程空闲内存；并通过地址映射组件完成从全局扩展地址空间到逻辑扩展地址空间的映射；
步骤五，各物理服务器通过虚拟机监控器的逻辑扩展地址空间扩展本地物理地址空间。
各物理服务器的空闲内存通过服务器ID、地址段来表示其地址构成。
综上所述，本发明方法具有如下显著特点和进步：
1)、采用双层地址空间映射机制，方便虚拟内存资源和实体内存资源映射和管理。
2)、能有效解决跨越不同物理服务器资源边界实现内存资源动态分配；
3)、不需要修改操作***源代码或***对应的驱动来利用远程内存资源。
附图说明
图1是空闲内存池架构图；
图2是双层空间映射图。
具体实施方式
参考图1，云计算环境中，大量的物理服务器组成服务器集群。物理服务器上运行有一个或一个以上的虚拟机。虚拟机由于其负载的动态变化，其内存利用率在一定的时间内会随负载变化产生波动，所以，每台物理服务器内部及不同物理机之间内存的利用率就呈现不均衡性，并且这种不均衡性随时间而动态变化。低负载压力的虚拟机释放空闲内存进入空闲内存池，高负载压力的虚拟机从空闲内存池中申请内存来降低其内存压力。
参考图2，本发明物理服务器采用双层地址空间映射架构。其中，控制台，即拥有特权的虚拟机，它拥有管理远程空闲内存的权限。在控制台内分别设全局扩展地址空间和地址映射组件。虚拟机监控器内具有逻辑扩展地址空间。远程空闲内存池的内存资源经过地址映射组件映射和逻辑扩展地址空间扩展成为物理服务器本地的内存资源。全局扩展地址空间作用是管理所有映射到本地扩展地址空间的远程空闲内存；而逻辑扩展地址空间用于扩展本地物理地址空间；地址映射组件则从全局扩展地址空间到逻辑扩展地址空间的映射。逻辑扩展地址空间由一个从零开始的独立地址空间和一个标识其空间的全局唯一标识符构成。通过(地址，标识符)对来对空间进行寻址，并在地址映射组件的翻译下最终确定要访问的远程内存页面.逻辑扩展地址空间的申请和回收都是由虚拟机监控器来控制，这样可以提供更为弹性的空间使用模式。地址映射组件的核心功能是提供全局扩展地址空间和逻辑扩展地址空间之间的双向映射，通过维护相关的映射关系来提供高效可靠的远程内存存储抽象。地址映射组件支持两类基本的数据操作：数据存取和数据同步。其中，数据存取是基本的远程内存操作，实现对于远程数据的读取和写入.数据同步操作为远程内存服务的退出提供支持，通过从退出服务器到其它备份服务器同步数据可以实现数据存储的高可靠性。
进一步，本发明实施包括如下步骤：
步骤一，各物理服务器虚拟机将本地空闲的内存资源通过虚拟技术形成远程空闲内存池；
步骤二，远程空闲内存池内的内存资源分别被映射到各物理服务器的本地扩展地址空间；
步骤三，各物理服务器通过虚拟机监控器监控远程可用的内存；
步骤四，各物理服务器通过控制台的全局扩展地址空间管理所有映射到本地扩展地址空间的远程空闲内存；并通过地址映射组件完成从全局扩展地址空间到逻辑扩展地址空间的映射；各物理服务器的操作***通过接口操作全局扩展地址空间时包括如下步骤：添加一段远程内存到全局扩展地址空间，返回该内存段在地址空间中的起始地址；删除一段全局地址空间；影射一段全局地址空间到逻辑扩展地址空间，返回其在逻辑扩展地址空间中的起始地址；释放从逻辑扩展地址空间中已经扩展为本地内存的空间映射。
步骤五，各物理服务器通过虚拟机监控器的逻辑扩展地址空间扩展本地物理地址空间。
另外，本发明所提到的控制台、虚拟机、虚拟机监控器等可以参考现有软件技术编程实现。在不脱离本权利要求书记载技术方案范围的等效变换应属于本发明保护范围内。
Claims (5)
1.一种双层地址空间映射的内存优化方法，为面向云计算环境，跨越不同物理服务器资源边界实现内存资源动态分配，其特征在于：
各物理服务器采用双层地址空间映射机制；物理服务器的控制台提供全局扩展地址空间，管理所有映射到本地扩展地址空间的远程空闲内存；物理服务器的虚拟机监控器提供逻辑扩展地址空间，扩展本地物理地址空间；物理服务器的控制台提供地址映射组件，完成从全局扩展地址空间到逻辑扩展地址空间的映射。
2.如权利要求1所述的双层地址空间映射的内存优化方法，其特征在于，所述控制台为具有特权的虚拟机，拥有管理远程空闲内存的权限。
3.如权利要求2所述的双层地址空间映射的内存优化方法，其特征在于，包括步骤：
步骤一，各物理服务器虚拟机将本地空闲的内存资源通过虚拟技术形成远程空闲内存池；
步骤二，远程空闲内存池内的内存资源分别被映射到各物理服务器的本地扩展地址空间；
步骤三，各物理服务器通过虚拟机监控器监控远程可用的内存；
步骤四，各物理服务器通过控制台的全局扩展地址空间管理所有映射到本地扩展地址空间的远程空闲内存；并通过地址映射组件完成从全局扩展地址空间到逻辑扩展地址空间的映射；
步骤五，各物理服务器通过虚拟机监控器的逻辑扩展地址空间扩展本地物理地址空间。
4.如权利要求3所述的双层地址空间映射的内存优化方法，其特征在于，各物理服务器的空闲内存通过服务器ID、地址段来表示其地址构成。
5.如权利要求4所述的双层地址空间映射的内存优化方法，其特征在于，各物理服务器的操作***通过接口操作全局扩展地址空间时包括如下步骤：
添加一段远程内存到全局扩展地址空间，返回该内存段在地址空间中的起始地址；
删除一段全局地址空间；
影射一段全局地址空间到逻辑扩展地址空间，返回其在逻辑扩展地址空间中的起始地址；
释放从逻辑扩展地址空间中已经扩展为本地内存的空间映射。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100290999A CN102622304A (zh) | 2012-02-07 | 2012-02-07 | 一种双层地址空间映射的内存优化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2012100290999A CN102622304A (zh) | 2012-02-07 | 2012-02-07 | 一种双层地址空间映射的内存优化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102622304A true CN102622304A (zh) | 2012-08-01 |
Family
ID=46562231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2012100290999A Pending CN102622304A (zh) | 2012-02-07 | 2012-02-07 | 一种双层地址空间映射的内存优化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102622304A (zh) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105278880A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-27 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | 一种基于云计算虚拟化的内存优化装置和方法 |
| CN106445691A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-02-22 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种面向虚拟化云计算平台的内存优化的方法 |
| CN113098900A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-09 | 福建奇点时空数字科技有限公司 | 一种支持地址空间扩展的sdn网络ip跳变方法 |
| CN114610232A (zh) * | 2020-04-28 | 2022-06-10 | 华为技术有限公司 | 一种存储***、内存管理方法和管理节点 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101398768A (zh) * | 2008-10-28 | 2009-04-01 | 北京航空航天大学 | 一种分布式虚拟机监视器***的构建方法 |
| CN101470633A (zh) * | 2007-12-24 | 2009-07-01 | 联想(北京)有限公司 | 一种虚拟机监视器、虚拟机***及其内存处理方法 |
| CN101969391A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-02-09 | 北京邮电大学 | 一种支持融合网络业务的云平台及其工作方法 |
| US20110082997A1 (en) * | 2009-10-04 | 2011-04-07 | Infinidat Ltd. | Virtualized storage system and method of operating thereof |
| CN102193824A (zh) * | 2010-03-18 | 2011-09-21 | 微软公司 | 虚拟机均质化以实现跨异构型计算机的迁移 |
| US20110296234A1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Microsoft Corporation | Virtual machine i/o multipath configuration |
-
2012
- 2012-02-07 CN CN2012100290999A patent/CN102622304A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101470633A (zh) * | 2007-12-24 | 2009-07-01 | 联想(北京)有限公司 | 一种虚拟机监视器、虚拟机***及其内存处理方法 |
| CN101398768A (zh) * | 2008-10-28 | 2009-04-01 | 北京航空航天大学 | 一种分布式虚拟机监视器***的构建方法 |
| US20110082997A1 (en) * | 2009-10-04 | 2011-04-07 | Infinidat Ltd. | Virtualized storage system and method of operating thereof |
| CN102193824A (zh) * | 2010-03-18 | 2011-09-21 | 微软公司 | 虚拟机均质化以实现跨异构型计算机的迁移 |
| US20110296234A1 (en) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Microsoft Corporation | Virtual machine i/o multipath configuration |
| CN101969391A (zh) * | 2010-10-27 | 2011-02-09 | 北京邮电大学 | 一种支持融合网络业务的云平台及其工作方法 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105278880A (zh) * | 2015-10-19 | 2016-01-27 | 浪潮电子信息产业股份有限公司 | 一种基于云计算虚拟化的内存优化装置和方法 |
| CN106445691A (zh) * | 2016-11-25 | 2017-02-22 | 郑州云海信息技术有限公司 | 一种面向虚拟化云计算平台的内存优化的方法 |
| CN114610232A (zh) * | 2020-04-28 | 2022-06-10 | 华为技术有限公司 | 一种存储***、内存管理方法和管理节点 |
| CN113098900A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-09 | 福建奇点时空数字科技有限公司 | 一种支持地址空间扩展的sdn网络ip跳变方法 |
| CN113098900B (zh) * | 2021-04-29 | 2023-04-07 | 厦门美域中央信息科技有限公司 | 一种支持地址空间扩展的sdn网络ip跳变方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN105843748B (zh) | 一种对内存中内存页的处理方法及装置 | |
| KR101944876B1 (ko) | 파일 액세스 방법 및 장치 및 스토리지 디바이스 | |
| CN103430159B (zh) | 虚拟化计算环境中的动态内存管理 | |
| KR101694977B1 (ko) | 통합 메모리 서비스를 위한 소프트웨어 구조 및 이 소프트웨어 구조를 이용한 통합 메모리 서비스 제공 방법 | |
| CN113674133B (zh) | Gpu集群共享显存***、方法、装置及设备 | |
| TWI696952B (zh) | 資源處理方法及裝置 | |
| US8868622B2 (en) | Method and apparatus for allocating resources in a computer system | |
| CN102779074B (zh) | 基于内存空洞机制的虚拟机内存资源分配方法 | |
| KR102077149B1 (ko) | 메모리 관리 방법 및 장치 | |
| CN103577345A (zh) | 提高由多个***共享的存储高速缓存灵活性的方法和结构 | |
| CN103020550B (zh) | 一种固态硬盘及其安全访问方法、固态硬盘*** | |
| CN101859279B (zh) | 一种内存分配、释放方法及装置 | |
| CN103150257A (zh) | 一种内存管理方法和装置 | |
| CN102609305A (zh) | 一种服务器集群中内存共享方法 | |
| JP6846537B2 (ja) | マルチオペレーティングシステム用の表示方法、装置及び電子設備 | |
| CN103218305A (zh) | 存储空间的分配方法 | |
| CN102622304A (zh) | 一种双层地址空间映射的内存优化方法 | |
| CN102063386A (zh) | 一种单载体多目标的缓存***的缓存管理方法 | |
| CN104102460A (zh) | 一种基于云计算的内存管理方法及装置 | |
| CN103106150A (zh) | 一种实现存储***自动精简配置和精简分配的方法 | |
| CN103116475B (zh) | 一种自动精简配置扩容的方法 | |
| CN112465689A (zh) | 基于可见显存交换区的gpu不可见显存管理方法及*** | |
| US10565126B2 (en) | Method and apparatus for two-layer copy-on-write | |
| Lee et al. | Effective flash-based SSD caching for high performance home cloud server | |
| CN101808141B (zh) | 一种基于虚拟化平台的宿主客户机协同换页的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20120801 |