[发明专利]一种双层地址空间映射的内存优化方法

说明书

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：系统软件和硬件。，自适应性资源配置是系统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系统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系统源代码或插入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)、不需要修改操作系统源代码或插入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。