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基于内存空洞机制的虚拟机内存资源分配方法
专利名称：基于内存空洞机制的虚拟机内存资源分配方法
技术领域：
本发明主要涉及的领域是虚拟化系统软件技术领域，特别是多虚拟机平台的内存资源按需分配和管理的方法。
背景技术：
虚拟化技术是云 该论文提出了基于“气球驱动”的内存过量提交机制。“气球驱动”是安装在虚拟机操作系统中的驱动程序，能够和VMM通信，并且能够按照预先的设定，对虚拟机的物理内存进行动态调整。其主要手段是“气球驱动”向虚拟机操作系统申请并占据一定量的内存，而通过与VMM之间的通道,将这部分内存交给VMM使用，从而使VMM原本分配给某个虚拟机的内存被“气球驱动”所回收，并能够用于其他虚拟机。被“气球驱动”所占据的这部分内存，由于能够按需伸缩，被形象地称为“气球”。如果虚拟机实际内存大于目标值，“气球驱动”向VMM请求以减少内存，VMM响应该请求，从该虚拟机中收回多余的实际内存，同时增大“气球”的体积。同样地，如果虚拟机实际内存值小于设定的目标值，“气球驱动”向VMM请求以获得更多的内存，VMM响应该请求，并且分配给该虚拟机更多的物理内存，同时缩小“气球”的体积。实践证明，气球驱动在大部分的应用场合中会收到很好的效果，特别是在合理的调度程序的控制下，能够有效地整合物理主机的内存资源。因此，目前主流的虚拟化平台如VMWare、XEN等等都已经针对该技术开发出了成熟的实现，并已大量应用。但是，在某些特定的场合中，气球驱动可能会严重降低系统性能。例如，当虚拟机在短时间内对内存的需求量大量增加的时候,如果调度程序没有及
时通过气球驱动缩小“气球”来增大虚拟机内存，虚拟机操作系统将会因为可用内存不足，触发换页机制，将内存页换出到外部存储设备中。因而降低了虚拟机的性能，同时，页面的换出对虚拟机的I/o造成了很高的负荷。虚拟机操作系统触发其换页机制，是因为操作系统认为可用内存不足，而可用内存实际上被气球驱动所占据，随时有可能回收，但操作系统无法掌握这一情况。
发明内容
本发明的技术解决问题是克服现有技术的不足，提供一种基于内存空洞机制的虚拟机内存资源分配方法，该方法能够有效解决在虚拟机内存需求量激增时，触发虚拟机换页机制，造成的性能严重下降问题。本发明的技术解决方案是基于内存空洞机制的虚拟机内存资源分配方法，虚拟机监视器VMM为虚拟机分配物理硬件资源，步骤如下(I)假设虚拟机的内存总量为T，在虚拟机操作系统中加载一个内核驱动模块，称之为内存空洞驱动；(2)内存空洞驱动按照气球驱动的工作方式，申请并占据大小为R的可用内存空间，并使VMM回收这部分内存，以重复利用；所述的R Shigh,或者物理主机总体对内存的需求量减少，需要对其中每台虚拟机增大空洞时,空洞监控进程会对每个或者某台虚拟机的部分可用内存进行空洞的建立操作，即对每台虚拟机执行增加大小为D的内存空洞；Shigh大小的范围为所有虚拟机分配的启动内存T之和的[1/2-2/3]，每次增加的内存空洞大小D为Hc/8 ；上述H。为初始设定的空洞大小值，取值范围为[1/3R-2/3R]；第二步，统计每台虚拟机需要增加或者撤销的内存空洞大小，向VMM依次提交相应内存空洞变化请求；VMM在每台虚拟机剩余内存基础上根据该请求设定空洞大小值H，内存空洞驱动从步骤(3)开始执行。本发明与现有技术相比有益效果为(