研究论文

虚拟化系统中具有性能保证的渐进式内存调整

作者:

魏杰吴、和

银隆徐作者信息和声明

ICPP’21：第50届并行处理国际会议记录

2021年8月

文章编号：86，页数1-11

https://doi.org/10.1145/347246.3472456.3472491

出版:2021年10月5日出版历史

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摘要

由于运行多个虚拟机的虚拟化系统中的工作负载动态，应用程序分配的内存通常比实际用于应对峰值内存需求的内存多，因此通过回收虚拟机中的非活动内存来调整内存是实现内存超量使用以降低成本的有效方法。然而，现有的方案是基于一次性调整设计的，这可能会在单个操作中回收大量内存，而且它们不了解不同应用程序的内存访问动态和内存敏感性，因此通常会导致过度回收，导致性能严重下降。为了解决这个问题，我们提出了PMA，这是一种渐进式内存调整方案，它考虑了内存访问动态和内存敏感性，并利用虚拟机性能反馈逐步回收非活动内存，以避免性能下降。此外，PMA是基于气球（即气球驱动程序）设计的，因此它为完全虚拟化系统保留了主机和虚拟机之间的良好隔离。我们还在主机用户空间中实现了一个原型，实验表明，PMA有效地限制了内存超量使用的性能下降（例如，每个虚拟机的性能下降限制在10%以内，内存超量最多可达33%），这已经非常接近于拥有足够内存的最佳情况，因此，在完全虚拟化系统中，PMA可以有效地在性能保证的情况下实现内存超量使用。

工具书类

[1]

纳达夫·阿米特（Nadav Amit）、丹·查弗里尔（Dan Tsafrir）和阿萨夫·舒斯特（Assaf Schuster）。2014.VSwapper:虚拟化环境的内存交换程序。ACM SIGPLAN通知49，4（2014）。

数字图书馆

[2]

Nadav Amit和Michael Wei。2018年，Hyperupcalls的设计和实施。USENIX ATC会议记录。

[3]

安德烈亚·阿坎吉利（Andrea Arcangeli）、伊齐克·埃杜斯（Izik Eidus）和克里斯·赖特（Chris Wright）。2009.使用KSM提高内存密度。Linux研讨会论文集。

[4]

Dulcardo Arteaga、Jorge Cabrera、Jing Xu、Swaminathan Sundararaman和Ming Zhao。2016.CloudCache:云计算随需应变闪存缓存管理。USENIX FAST会议记录。

[5]

卡皮尔·阿里亚、尤里·巴斯卡科夫和亚历克斯·加思韦特。2014.Tesseract：协调虚拟机中的来宾I/O和虚拟机监控程序交换。ACM SIGPLAN通知49、7（2014）。

数字图书馆

[6]

S.Anish巴布，M.J。Hareesh、John Paul Martin、Sijo Cherian和Yedhu Sastri，2014年。使用Xen、OpenVZ和XenServer的准虚拟化、容器虚拟化和完全虚拟化的系统性能评估。在第四届计算机和通信进步国际会议上。

[7]

Ishan Banerjee、Fei Guo、Kiran Tati和Rajesh Venkatasubramanian。2013.ESX Server中的内存超支。VMware技术期刊2，1（2013）。

[8]

蒋瑞浩、李汉林和齐克志。2013.基于内省的记忆去重和迁移。ACM SIGPLAN通知48、7（2013）。

[9]

蒋菊浩、李汉林和齐泽楷。2013.基于工作环境的物理内存膨胀。在廉署诉讼中。95–99.

[10]

IBM密码。2020.火花台。https://github.com/CODAIT/spark-bench。

[11]

NASA高级超级计算部门。2020年，NAS平行基准。https://www.nas.nasa.gov/publications/npb.html。

[12]

塔尔·加芬克尔和门德尔·罗森布鲁姆。2003.基于虚拟机内省的入侵检测体系结构。在NDSS会议记录中。191–206.

[13]

图500。2020年。图500。https://github.com/graph500/graph500。

[14]

Jing Guo、Zihao Chang、Sa Wang、Haiyang Ding、Yihui Feng、Liang Mao和Yungang Bao。2019.谁限制了我的数据中心的资源效率：阿里巴巴数据中心跟踪分析。在IWQoS会议记录中。

数字图书馆

[15]

Jin Heo、Zhu Xiaoyun、Pradeep Padala和Zhikui Wang。2009.整合环境中Xen虚拟机的内存超额预订和动态控制。2009年IFIP/IEEE综合网络管理国际研讨会。630–637. https://doi.org/10.109/INM.2009.5188871

[16]

迈克尔·R。Hines、Abel Gordon、Marcio Silva、Dilma da Silva，Kyung Dong Ryu和Muli Ben-Yehuda。2011年，应用最了解：性能驱动的内存过度使用银杏。2011年IEEE第三届云计算技术与科学国际会议。130–137.

[17]

金春金、维亚切斯拉夫·费多罗夫、保罗五世。格拉茨和A.L.Narasimha Reddy。2015.动态记忆压力感知气球。记忆系统国际研讨会论文集。103–112.

数字图书馆

[18]

李强，郝勤芬，肖丽敏，李周军，2009。使用反馈控制对云计算中的虚拟资源进行自适应管理。2009年第一届信息科学与工程国际会议。99–102。https://doi.org/10.109/ICISE.2009.211

数字图书馆

[19]

刘海昆、海金、廖晓飞、邓伟、何炳生和徐成忠。2015.热插拔或气球效应：虚拟机动态内存管理技术的比较研究。TPDS 26，5（2015），1350–1363。

数字图书馆

[20]

Maxime Lorillere、Julien Sopena、Sébastien Monnet和Pierre Sens，2015年。Puma：为I/O密集型应用程序在虚拟机中汇集未使用的内存。在ACM国际系统和存储会议上。

数字图书馆

[21]

Pin Lu和Kai Shen。2007.使用虚拟机监控程序独占缓存进行虚拟机内存访问跟踪。USENIX ATC会议记录。29–43.

[22]

Aleksandar Milenkoski，Bryan D。佩恩、努诺·安图内斯、马可·维埃拉和塞缪尔·库内夫。2014.经验报告：Hypercall处理程序漏洞分析。IEEE软件可靠性工程国际研讨会论文集。

数字图书馆

[23]

雷迪斯。2020年。Redis。https://redis.io。

[24]

塔多尔·伊昂·萨洛米（Tudor-Ioan Salomie）、古斯塔沃·阿隆索（Gustavo Alonso）、蒂莫西·罗斯科（Timothy Roscoe）和凯文·埃尔芬斯通（Kevin Elphinstone）。2013.高效服务器整合的应用程序级膨胀。在EuroSys中。

[25]

Joel Schopp、Dave Hansen、Mike Kravetz、Hirokazu Takahashi、Toshihiro Iwamoto、Yasunori Goto、Hiroyuki Kamezawa、Matt Tolentino和Bob Picco。2005.热插拔内存恢复。在Linux研讨会上。151–174.

[26]

费德里科·西亚拉·阿里亚加、罗德里戈·布兰科和本·李。2020年，虚拟化技术的安全问题和挑战。ACM CSUR 53，2（2020），1-37。

数字图书馆

[27]

Vangelis Tasoulas、H.rek Haugerud和Kyrre Begnum。2012.Bayllocator：使用贝叶斯网络和Baylooning预测服务器利用率和动态分配内存资源的主动系统。LISA会议记录。

[28]

TPC公司。2020年TPC-C。http://www.tpc.org/tpcc。

[29]

普林斯顿大学。2020年，巴黎证券交易所。https://parsec.cs.princeton.edu。

[30]

卡尔A。Waldspurger（沃尔兹清洗机）。2003.VMware ESX Server中的内存资源管理。ACM SIGOPS操作系统评论36，SI（2003），181-194。

[31]

拉斐尔·沃伊特祖克（Rafal Wojtczuk）。2016.Windows 10虚拟化安全攻击面分析。美国黑人协会（2016）。

[32]

Nai Xia、Chen Tian、Yan Luo、Hang Liu和Xiaoliang Wang。2018.UKSM:通过分层和自适应内存区域提取实现快速内存重复数据消除。USENIX FAST会议记录。325–340.

[33]

雅虎！2020年，YCSB。https://ycsb.site。

[34]

张琦、刘凌、任江春、龚苏和阿伦·艾扬格。2016.iBalloon：高效虚拟机内存平衡服务。在IEEE ICWS中。

[35]

赵卫明、王振林和罗英伟。2009.虚拟机的动态内存平衡。ACM SIGOPS操作系统评论43，3（2009）。

数字图书馆

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ICPP’21：第50届并行处理国际会议记录

2021年8月

927页

国际标准图书编号：9781450390682

内政部：10.1145/3472456

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美国纽约州纽约市

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出版：2021年10月5日

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国家自然科学基金

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2021年国际比较项目

ICPP 2021：第50届并行处理国际会议

2021年8月9日至12日

伊利诺伊州，莱蒙特，美国

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