[發明專利]基于遠程內存的虛擬機內存管理方法、系統、終端及介質

在審

• 申請號: 202110123663.2
• 申請日: 2021-01-29
• 公開（公告）號: CN112748989A
• 公開（公告）日: 2021-05-04
• 發明（設計）人: 戚正偉;余博識;陳偉業;賈興國;項羽心;管海兵
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 上海恒慧知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 31317
• 代理人: 張寧展

本發明提供了一種基于遠程內存的虛擬機內存管理方法及系統，根據內存置換機制，對本地內存端和遠程內存端之間進行內存置換；虛擬機根據內存頁需求，輸出本地內存端與遠程內存端之間的內存頁訪問請求；判斷是否需要進行內存頁預取，生成對遠程內存的訪問請求輸出至遠程內存端；根據對遠程內存的訪問請求，獲取所需內存頁所在的遠程內存節點，并讀取對應的遠程內存頁并返回；將遠程內存頁存儲于本地內存中，建立對應的內存映射，恢復虛擬機運行；虛擬機繼續執行并重新訪問該內存頁。同時提供了一種相應的終端及介質。本發明實現了虛擬機層級的遠程內存管理，水平拓展了虛擬機的內存資源。

技術領域

本發明涉及分布式系統架構及系統虛擬化技術領域，具體地，涉及一種基于遠程內存的虛擬機內存管理方法、系統、終端及介質。

背景技術

近年來隨著大數據分析和機器學習的流行，人們需要處理的數據呈現爆炸式增長趨勢。為了提升處理效率，一個有效的做法是將所有數據載入內存進行處理，以減少緩慢的磁盤I/O對程序性能的影響。但是，隨著摩爾定律逐漸失效，單機內存容量增速逐漸放緩，已經無法滿足數據處理的需要。于是，遠程內存技術被提出，通過分布式技術讓單個節點使用其他節點的內存資源，突破單機內存資源瓶頸。

雖然當前一些遠程內存技術已經在諸如易用性、可靠性、內存訪問性能上進行了不少的優化，但距離實際應用仍有一段距離。當前最新的遠程內存系統都是物理機層級的，當虛擬機內應用訪問遠程內存資源時，會帶來幾個問題：

1、虛擬機間內存競爭可能造成頁顛簸；

2、容錯性問題，內存節點崩潰時會影響所有虛擬機；

3、隔離性問題，虛擬機可能訪問到別的虛擬機的遠程內存區域。

目前沒有發現同本發明類似技術的說明或報道，也尚未收集到國內外類似的資料。

發明內容

本發明針對現有技術中存在的上述不足，提供了一種基于遠程內存的虛擬機內存管理方法、系統、終端及介質。

根據本發明的一個方面，提供了基于遠程內存的虛擬機內存管理方法，包括：

根據內存置換機制，對本地內存端和遠程內存端之間進行內存置換；

虛擬機根據內存頁需求，輸出本地內存端與遠程內存端之間的內存頁訪問請求；

判斷是否需要進行內存頁預取，如需要，則生成新的內存頁訪問請求作為對遠程內存的訪問請求，如不需要，則將虛擬機輸出的所述內存頁訪問請求直接作為對遠程內存的訪問請求，并將所述對遠程內存的訪問請求輸出至遠程內存端；

根據所述對遠程內存的訪問請求，獲取所需內存頁所在的遠程內存節點，并讀取對應的遠程內存頁并返回；

將所述遠程內存頁存儲于本地內存中，建立對應的內存映射，恢復虛擬機運行；

虛擬機繼續執行并重新訪問該內存頁。

優選地，所述內存置換機制包括：定時內存置換策略和按需內存置換策略；所述定時內存置換策略與所述按需內存置換策略之間根據內存置換策略切換要求進行切換。

其中：所述定時內存置換策略是指：周期性進行內存頁置換；所述按需內存置換策略是指：當內存不足時，進行內存頁同步置換。

優選地，所述內存置換策略切換要求，包括：

虛擬機內存管理系統檢測當前虛擬機物理內存使用率：

當虛擬機物理內存使用率低于預設的第一閾值(低閾值)時，不進行內存頁置換；

當虛擬機物理內存使用率低于預設的第二閾值(高閾值)但高于預設的第一閾值(低閾值)時，采用定時內存置換策略；