[发明专利]基于内存热插拔的虚拟机动态内存管理系统

说明书

技术领域

本发明属于计算机应用领域，涉及Xen半虚拟化虚拟机的内存管理，具体为一种多虚拟机环境下的动态内存管理系统。

背景技术

当前计算系统的资源规模不断扩展，处理能力快速增强，资源种类日益丰富，应用需求灵活多样。虚拟化技术能够动态组织多种计算资源，实现透明化的可伸缩计算系统架构，从而灵活构建满足多种应用需求的计算环境，提高计算资源的使用效率。各种不同的虚拟化解决方案不断涌现，虚拟化软件Xen无疑是其中的佼佼者。Xen是剑桥大学发起的一个开源的虚拟机项目，其性能接近单机操作系统的性能。由于其优越的性能和开源性，所以被业界广泛看好，被认为是未来最有前途的虚拟化解决方案之一。气球驱动是Xen虚拟机内存管理的重要功能，用来调整虚拟机的内存大小。但是气球驱动存在缺陷，比如不能扩展虚拟机的物理地址空间，导致虚拟机内存大小存在上限；频繁使用气球驱动会导致物理地址空间不连续，产生内存碎片。内存热插拔是操作系统内存管理的一项重要技术，可以有效改善气球驱动的缺点，但是在Xen虚拟机上还未实现。

一般情况下，单台物理机上运行多台虚拟机使用静态内存分配，即虚拟机的内存大小始终不变或者由管理员手动调整，在虚拟机负载变化时，可能出现内存不足或内存利用率过低的情况。因此需要一种动态的内存管理策略，根据每个虚拟机负载的变化自动调整虚拟机的内存大小，满足虚拟机的内存需求并充分利用物理机内存。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于内存热插拔的虚拟机动态内存管理系统，该系统能够打破虚拟机的内存上限，任意的增加或减小虚拟机；可根据虚拟机负载的变化，动态的调整每个虚拟机的内存大小，满足虚拟机的内存需求并提高物理机的内存利用率；在物理机内存不足时，通过合理减小现有虚拟机的内存，动态创建新的虚拟机。

基于内存热插拔的虚拟机动态内存管理系统，包括

内存监视模块，用于获取各虚拟机的内存信息；

内存分配模块，用于依据各虚拟机的内存信息进行动态内存分配和动态创建虚拟机；

内存热插拔模块，用于将虚拟机的内存调整到内存分配模块计算得到的内存目标值；

所述动态内存分配按照如下方式进行：

(11)计算各虚拟机的内存增量ΔM_l＝M_used(n)_l-M_used(n-1)_l和交换分区增量ΔS_l＝S(n)_l-S(n-1)_l，其中M_used(n)_l和M_used(n-1)_l分别为第l个虚拟机在第n和n-1个时间点的使用内存，S(n)_l和S(n-1)_l分别为第l个虚拟机在第n和n-1个时间点的使用交换分区，l＝1，...，L，L为虚拟机总数；

(12)预测各虚拟机下一个时间点需要的使用内存M_predict(n+1)_l＝M_used(n)_l+ΔM_l+ΔS_l；