Σχεδίαση Μηχανισμού Διαχείρισης Ελαστικής Μνήμης Σε Εικονικά Περιβάλλοντα

Abstract

Σε περιβάλλοντα στα οποία πολλαπλές εικονικές μηχανές εκτελούνται πάνω στο ίδιο φυσικό μηχάνημα, η αντιμετώπισή των guests ως απλές διεργασίες από το host οδηγεί στη χαμηλότερη απόδοση του συστήματος όσον αφορά την κατανομή της μνήμης μεταξύ του λειτουργικού συστήματος του host και των εικονικών μηχανών. Σε αυτήν την περίπτωση, λύσεις όπως το ballooning, οι οποίες βασίζονται στην εκτίμηση της ποσότητας καταναλισκώμενης μνήμης από το guest, είναι ανίκανες να μεταβάλλουν την κατανομή της μνήμης αρκετά γρήγορα για να αποφύγουν παροδικές ελλείψεις μνήμης στο guest[1]. Εναλλακτικές όπως το Transcendent Memory λειτουργούν πάνω στο υποσύστημα διαχείρισης μνήμης του guest, επιτρέποντάς του να χρησιμοποιήσει μνήμη του host αντί να χρειάζεται να καταφύγει σε εναλλαγή σελίδων στο δίσκο(swapping). Ολες αυτές οι τεχνικές λειτουργούν στο επίπεδο του υποσυστήματος διαχείρισης μνήμης, με αποτέλεσμα να μπορούν να χρησιμοποιηθούν μόνο έμμεσα από τις εφαρμογές. Ως αποτέλεσμα, υπάρχουν περιπτώσεις όπου απότομες μεταβολές στην κατανάλωση μνήμης οδηγούν στο λειτουργικό σύστημα του guest να μην μπορεί να εκμεταλλευθεί τους μηχανισμούς αυτούς, και να καταφεύγει σε εναλλαγή, ή ακόμα και στον OOM killer. Σε αυτήν την εργασία προτείνουμε το μηχανισμό utmem (Userspace Transcendent Memory), μία έκδοση του Transcendent Memory η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί απέυθείας από τις εφαρμογές, χωρίς την παρεμβολή του λειτουργικού συστήματος του guest. Οι μετρήσεις μας αποδεικνύουν ότι η προσέγγισή μας επιτρέπει στους guests να μεταβάλλουν γρήγορα την ποσότητα καταναλισκώμενης μνήμης, χωρίς την πτώση σε απόδοση.