Επέκταση Συστήματος Μοιραζόμενης Κρυφής Μνήμης Επιπέδου Μπλοκ Για Την Αποδοτική Μετακίνηση Εικονικών Μηχανών

Abstract

Τα υπολογιστικά νέφη έχουν καθιερωθεί σήμερα ως η καινοτόμα τεχνολογία ικανή νααλλάξει το τοπίο της πληροφορικής και των επικοινωνιών, προσφέροντας κατά παραγ-γελία κλιμακώσιμες υπηρεσίες υψηλής πιστότητας και διαθεσιμότητας. Η ανάγκη γιαυψηλές επιδόσεις σε αυτά τα συστήματα είναι το κίνητρο για την σταθερή πρόοδο καιβελτίωση των παρεχόμενων υπηρεσιών.Τα σύγχρονα περιβάλλοντα υπολογιστικού νέφους τείνουν να χρησιμοποιούν ένα κε-ντρικό μοντέλο αποθηκευτικού χώρου, συνήθως προσβάσιμο μέσω ενός ξεχωριστούδικτύου υπολογιστών. Συνεπώς το μονοπάτι των δεδομένων ανάμεσα στις εικονικέςμηχανές και στους δίσκους τους εμφανίζει σημαντικές καθυστερήσεις, οι οποίες εισά-γουν περιορισμούς στην συνολική απόδοση του συστήματος.Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, οι διαχειριστές ενός υπολογιστικού νέφουςσυχνά επιλέγουν να χρησιμοποιήσουν σκληρούς δίσκους μνήμης Flash στους κόμβουςπου φιλοξενουν εικονικές μηχανές και να τους χρησιμοποιήσουν ως κρυφές-μνήμεςεπιπέδου μπλοκ για τα δεδομένα που έρχονται από και πηγαίνουν προς τους δίκτυοαποθηκευτικού χώρου.Το κέρδος σε απόδοση είναι σπουδαίο για τις τυπικές λειτουργίες μιας εικονικής μη-χανής επιπέδου μπλοκ, αλλά το σενάριο της "ζωντανής" μετακίνησης μιας εικονικήςμηχανής αποδεικνύεται προβληματικό όταν χρησιμοποιείται η κρυφή μνήμη επιπέδουμπλοκ.Για να αντιμετωπίσουμε αυτό το ζήτημα, σχεδιάσαμε, υλοποιήσαμε, και επεκτείναμεένα υπάρχον σύστημα κρυφής μνήμης επιπέδου μπλοκ ώστε να του επιτρέψουμε ναλειτουργήσει πάνω απο μοιραζόμενους δίσκους. Με αυτόν τον τρόπο οι εικονικές μη-χανές μπορούν να μετακινούνται μεταξύ φυσικών κόμβων, ενώ ταυτόχρονα κάνουναιτήσεις για λειτουργίες εισόδου-εξόδου επιπέδου μπλοκ προς τους δίσκους τους.Για να πετύχουμε αυτό το αποτέλεσμα, εισάγαμε ένα νέο τρόπο λειτουργίας που ονο-μάζεται "Frozen Metadata". Η έρευνα μας υπαγορεύει πως αυτός ο τρόπος λειτουργίαςπρέπει να χρησιμοποιείται κατά την διάρκεια μιας ζωντανής μετακίνησης μιας εικονι-κής μηχανής, προκειμένου να αποφευθχεί η καταστροφή και απώλεια δεδομένων.Χρησιμοποιώντας συμβατικά εργαλεία δείξαμε πως είναι δυνατό μια εικονική μηχανήνα μετακινηθεί από έναν φυσικό κόμβο σε έναν άλλον, ενώ συνεχίζει να λειτουργεί καικάποια απο τα αιτήματα της εξυπηρετούνται απο την κρυφή μνήμη επιπέδου μπλοκ.Συνεπώς, τα αποτελέσματα της δουλειάς μας είναι πως πλέον τα οφέλη ύπαρξης μιαςκρυφής μνήμης συνοδεύουν μια εικονική μηχανή από την στιγμή δημιουργίας της, μέχρικαι την καταστροφή της.