本文關(guān)鍵詞：云上主機物理內(nèi)存共用技術(shù)研究

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【摘要】：內(nèi)存是計算機的獨占資源,僅本機可用,在不改動內(nèi)存硬件配置的前提下主機內(nèi)存容量有限且不變。隨著技術(shù)發(fā)展主機物理內(nèi)存容量已經(jīng)可以達(dá)到TB級別,但這樣的主機價格高昂;同時企業(yè)的計算任務(wù)量是動態(tài)變化的,僅靠提升主機硬件性能來滿足需求無形中提高了企業(yè)的運營成本,也容易帶來資源利用率低下的問題。分布式和并行計算通過中間件將集群主機在邏輯上整合為一體,實現(xiàn)計算任務(wù)在集群主機中的分布存儲和并行處理。中間件運行在用戶層面,沒有對用戶屏蔽實現(xiàn)細(xì)節(jié),用戶需要重新編寫應(yīng)用程序代碼,造成了很多不便。同時某些計算任務(wù)內(nèi)部存在邏輯上的依賴關(guān)系,主節(jié)點需要合理地分配計算任務(wù)到各計算節(jié)點,這就帶來了額外開銷并引發(fā)了任務(wù)同步問題。虛擬化技術(shù)實現(xiàn)了對虛擬機內(nèi)存容量的動態(tài)調(diào)整,表明在軟件層面主機內(nèi)存容量動態(tài)可變。針對上述現(xiàn)狀,提出云集群主機間內(nèi)存共用技術(shù):主機可以將本地空閑內(nèi)存通過網(wǎng)絡(luò)借用給同集群中其他內(nèi)存不足的主機使用,即內(nèi)存不再是單臺主機的獨占資源,而是作為公共資源被集群中主機所共用;主機可用內(nèi)存容量不再固定不變,而是可根據(jù)計算任務(wù)需求動態(tài)地調(diào)整。圍繞此內(nèi)容相關(guān)工作包括:1.在分析了計算機體系結(jié)構(gòu)與Linux內(nèi)核內(nèi)存管理技術(shù)后,提出主機間內(nèi)存共用技術(shù)模型。主機可通過網(wǎng)絡(luò)借用集群中其他主機的內(nèi)存并使用之,整個過程發(fā)生在操作系統(tǒng)內(nèi)核層面,向上屏蔽實現(xiàn)細(xì)節(jié),用戶不會感覺到與使用本地內(nèi)存有差異。2.在共用技術(shù)模型基礎(chǔ)上,結(jié)合虛擬機內(nèi)存動態(tài)調(diào)整技術(shù),提出一種主機內(nèi)存擴展與收縮算法。主機可根據(jù)自身需要發(fā)起內(nèi)存借用過程來擴展可用內(nèi)存容量,或自主歸還多余的空閑內(nèi)存,或被強制要求歸還借用的內(nèi)存,所有過程不需要外部干預(yù)措施。3.改進(jìn)內(nèi)存頁面分配算法�；锇樗惴ㄆ骄闆r下有25%的頁面因不能被有效利用而被浪費,對于使用大頁面的虛擬化環(huán)境來說內(nèi)存浪費現(xiàn)象更為嚴(yán)重。改進(jìn)的伙伴算法可適應(yīng)任意頁面數(shù)量的分配請求,提升了內(nèi)存分配的線性化特性,消除了頁面浪費現(xiàn)象。4.改進(jìn)內(nèi)存頁交換技術(shù)及頁交換算法。針對內(nèi)存共用技術(shù)中網(wǎng)絡(luò)傳輸速率是內(nèi)存讀寫性能瓶頸這一問題,考慮用共用內(nèi)存代替?zhèn)鹘y(tǒng)塊設(shè)備作為被換出頁面的存儲設(shè)備。同時提出一種改進(jìn)的頁交換算法,該算法相比現(xiàn)有的二次機會法降低了頁面顛簸率和缺頁率。5.從理論角度簡要分析內(nèi)存共用技術(shù)與分布式和并行計算技術(shù)在性能方面的差異。
【學(xué)位授予單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP333

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前4條

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本文編號：1151735