一種基于云計算虛擬化的內(nèi)存優(yōu)化裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及云計算虛擬化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于云計算虛擬化的內(nèi)存優(yōu)化裝置和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]云計算的興起正在逐漸地改變整個計算機(jī)產(chǎn)業(yè)界和學(xué)術(shù)界。虛擬化技術(shù)和云計算平臺的結(jié)合帶來了全新的資源整合和使用模式。云計算的目標(biāo)是將計算資源、存儲資源、軟件開發(fā)、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)維護(hù)和各種豐富的應(yīng)用服務(wù)等IT資源以服務(wù)的方式通過互聯(lián)網(wǎng)交付給用戶。虛擬化實現(xiàn)了 IT資源的邏輯抽象和統(tǒng)一表示，在大規(guī)模數(shù)據(jù)中心管理和解決方案交付方面發(fā)揮著巨大的作用，是支撐云計算偉大構(gòu)想的最重要的技術(shù)基石?；谔摂M化技術(shù)的資源按需分配與調(diào)度可以提高云平臺資源的利用率，提升云服務(wù)的服務(wù)質(zhì)量，并降低云用戶的總體擁有成本。但是，物理服務(wù)器的資源邊界限制了資源的全局優(yōu)化能力，尤其是內(nèi)存資源的大小，總是容易成為物理服務(wù)器資源的瓶頸，限制云計算的大規(guī)模發(fā)展。
[0003]而現(xiàn)有的基于云計算虛擬化的部分內(nèi)存優(yōu)化技術(shù)，只能通過修改虛擬化環(huán)境中的單個虛擬機(jī)的內(nèi)核，使用氣球驅(qū)動技術(shù)，半自動的實現(xiàn)對于虛擬機(jī)內(nèi)存的調(diào)節(jié)。隨著虛擬機(jī)操作系統(tǒng)內(nèi)核越來越復(fù)雜化，半自動的修改內(nèi)核的方式非常耗費時間精力，效率較低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提供一種基于云計算虛擬化的內(nèi)存優(yōu)化裝置和方法，以解決上述問題。
[0005]本發(fā)明實施例提供了一種基于云計算虛擬化的內(nèi)存優(yōu)化裝置，該裝置為由雙層地址空間映射構(gòu)成的分布式結(jié)構(gòu)，包括全局?jǐn)U展地址空間、邏輯擴(kuò)展地址空間和地址映射組件；
[0006]全局?jǐn)U展地址空間，用于管理所有映射到本地擴(kuò)展地址空間的多個遠(yuǎn)程空閑內(nèi)存；
[0007]邏輯擴(kuò)展地址空間，用于擴(kuò)展本地物理地址空間；
[0008]地址映射組件，用于進(jìn)行所述全局?jǐn)U展地址空間和所述邏輯擴(kuò)展地址空間之間的雙向映射，按照效率優(yōu)先的訪存協(xié)議支持遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)存取和數(shù)據(jù)同步。
[0009]其中，全局?jǐn)U展地址空間設(shè)置有如下多個操作接口:
[0010]添加接口，用于添加一段遠(yuǎn)程內(nèi)存到所述全局?jǐn)U展地址空間，返回該內(nèi)存段在全局?jǐn)U展地址空間中的起始地址；
[0011]刪除接口，用于刪除一段全局?jǐn)U展地址空間；
[0012]映射接口，用于映射一段全局?jǐn)U展地址空間到邏輯擴(kuò)展地址空間，返回其在邏輯擴(kuò)展地址空間中的起始地址；
[0013]釋放接口，用于釋放從邏輯擴(kuò)展地址空間中起始地址開始的一段空間映射。
[0014]其中，邏輯擴(kuò)展地址空間位于虛擬機(jī)監(jiān)控器中，包括一個從零開始的獨立地址空間和一個標(biāo)識其空間的全局唯一標(biāo)識符。
[0015]其中，虛擬機(jī)監(jiān)控器用于控制邏輯擴(kuò)展地址空間的申請和回收。
[0016]本發(fā)明還提供一種基于云計算虛擬化的內(nèi)存優(yōu)化方法，包括步驟:
[0017]步驟A，獲取多個不同的全局?jǐn)U展地址空間地址段；
[0018]步驟B，將所述多個全局?jǐn)U展地址空間地址段映射到同一段邏輯擴(kuò)展地址空間上;
[0019]步驟C，判斷系統(tǒng)是否觸發(fā)對于所述邏輯擴(kuò)展地址空間的尋址，是，進(jìn)入步驟D;
[0020]步驟D，把尋址指令分別發(fā)送到多個不同的全局?jǐn)U展地址空間地址段上；
[0021]步驟E，按照效率優(yōu)先的訪存協(xié)議，完成數(shù)據(jù)讀寫操作。
[0022]本發(fā)明實施例提供了一種基于云計算虛擬化的內(nèi)存優(yōu)化裝置和方法，構(gòu)建了從全局?jǐn)U展地址空間到邏輯擴(kuò)展地址空間的多對一的映射機(jī)制，全局?jǐn)U展地址空間包括多個被本地虛擬機(jī)監(jiān)控器所使用的遠(yuǎn)程內(nèi)存空間，通過地址映射組件維護(hù)全局?jǐn)U展地址空間和邏輯擴(kuò)展地址空間之間的映射關(guān)系，并按照效率優(yōu)先的訪存協(xié)議進(jìn)行數(shù)據(jù)讀寫，通過構(gòu)建由邏輯地址空間和全局?jǐn)U展地址空間構(gòu)成的雙層地址空間映射機(jī)制，來構(gòu)建跨物理服務(wù)器資源邊界的高效、可靠的內(nèi)存資源抽象，達(dá)到提高整個云計算平臺虛擬化內(nèi)存資源使用效率的目的，這樣相比于現(xiàn)有技術(shù)中僅能修改虛擬化環(huán)境中的單個虛擬機(jī)的內(nèi)核、使用氣球驅(qū)動技術(shù)半自動的實現(xiàn)內(nèi)存調(diào)節(jié)的方式，本發(fā)明提供的技術(shù)方案在合理的映射機(jī)制和效率優(yōu)先的訪存協(xié)議控制下，即可實現(xiàn)全自動內(nèi)存調(diào)節(jié)，無需修改虛擬機(jī)內(nèi)核，因此內(nèi)存優(yōu)化效率更高，且調(diào)控的內(nèi)存資源范圍更豐富，使得內(nèi)存的優(yōu)化程度也更高。
【附圖說明】
[0023]圖1為雙層地址空間構(gòu)造圖；
[0024]圖2為本發(fā)明基于云計算虛擬化的內(nèi)存優(yōu)化方法一個實施例流程圖；
[0025]圖3為本發(fā)明映射過程及訪存的路徑圖。
【具體實施方式】
[0026]本發(fā)明實施例提供了一種基于云計算虛擬化的內(nèi)存優(yōu)化裝置和方法。
[0027]本發(fā)明的內(nèi)存優(yōu)化裝置和方法提供了一種云計算虛擬化環(huán)境下的內(nèi)存優(yōu)化技術(shù)，該技術(shù)主要是構(gòu)建一個由雙層地址空間映射構(gòu)成的分布式內(nèi)存池。雙層地址空間的構(gòu)建兼顧了效率和可靠性，提供最大程度的內(nèi)存資源抽象。
[0028]參見圖1所示，圖1為雙層地址空間構(gòu)造圖。該裝置為由雙層地址空間映射構(gòu)成的分布式結(jié)構(gòu)，由兩個邏輯部分和一個映射組件構(gòu)成，具體包括全局?jǐn)U展地址空間、邏輯擴(kuò)展地址空間和地址映射組件。
[0029]其中，全局?jǐn)U展地址空間用于管理所有映射到本地擴(kuò)展地址空間的多個遠(yuǎn)程空閑內(nèi)存，邏輯擴(kuò)展地址空間則用于擴(kuò)展本地物理地址空間。最終，由映射組件根據(jù)一定的規(guī)則完成從全局?jǐn)U展地址空間到邏輯擴(kuò)展地址空間的映射，并按照效率優(yōu)先的訪存協(xié)議支持遠(yuǎn)程的數(shù)據(jù)存取和數(shù)據(jù)同步。
[0030]全局?jǐn)U展地址空間用來管理所有被本地虛擬機(jī)監(jiān)控器所使用的遠(yuǎn)程內(nèi)存空間，由【服務(wù)器ID，地址段】來標(biāo)示其地址構(gòu)成。每個遠(yuǎn)程內(nèi)存服務(wù)器可以包含多個地址段，這樣的設(shè)計可以根據(jù)空閑內(nèi)存變化動態(tài)地調(diào)整可共享的地址空間。
[0031]為了支持遠(yuǎn)程空間的退出，地址映射組件實現(xiàn)了數(shù)據(jù)同步方法來迀移數(shù)據(jù)、保證數(shù)據(jù)的有效性。
[0032]遠(yuǎn)程服務(wù)器的空閑內(nèi)存通過地址映射組件被映射到邏輯擴(kuò)展空間，通過多個服務(wù)器空間映射到一個空間的方法可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余存儲，提高遠(yuǎn)程內(nèi)存的可靠性。
[0033]該裝置引入如下接口來操作全局?jǐn)U展地址空間:
[0034](1)添加接口:Gsm_addr_space_add (server_id，start_addr, size)(服務(wù)器 ID，起始地址，空間大小)，用于添加一段遠(yuǎn)程內(nèi)存到全局?jǐn)U展地址空間，返回該內(nèi)存段在地址空間中的起始地址。
[0035](2)刪除接口:Gsm_addr_space_del (server_id，start_addr, size)(服務(wù)器 ID，起始地址，