高可用內(nèi)存?zhèn)浞菘臻g創(chuàng)建機(jī)制.pdf

1、云計(jì)算集群的規(guī)模正日益增大,對(duì)可用性要求也越來(lái)越高。文獻(xiàn)顯示對(duì)于商業(yè)云計(jì)算公司而言,每分鐘的宕機(jī)可能造成數(shù)萬(wàn)美元的損失。然而最近的研究表明在大規(guī)模云計(jì)算環(huán)境下,每年約有32％的機(jī)器會(huì)出現(xiàn)內(nèi)存錯(cuò)誤,更有1.3%的機(jī)器會(huì)因此導(dǎo)致機(jī)器重啟或者數(shù)據(jù)異常。內(nèi)存錯(cuò)誤在大規(guī)模集群中,可以被認(rèn)為是一種常態(tài)化的現(xiàn)象,因此提升內(nèi)存的可用性在今天變得越發(fā)重要。
　　傳統(tǒng)的內(nèi)存可用性提升方式可以分為硬件方式和軟件方式。硬件方式包括鏡像內(nèi)存與ECC內(nèi)存,這

2、兩類技術(shù)都需要特殊的硬件支持。軟件方式也可分為兩類,一類從應(yīng)用層對(duì)關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,另一類方式使用虛擬化技術(shù)對(duì)整機(jī)進(jìn)行備份,這些方式性能相對(duì)較為低下。
　　本論文希望以軟件方式實(shí)現(xiàn)鏡像內(nèi)存系統(tǒng),它將為內(nèi)存中的原空間創(chuàng)建出相應(yīng)的備份空間,供備份數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。本論文分別在兩套獨(dú)立的層面實(shí)現(xiàn)上述功能:一種是基于操作系統(tǒng)層、輕量、高效的備份空間創(chuàng)建,即Memv6;另一種是基于虛擬化技術(shù)、對(duì)操作系統(tǒng)透明的Memvisor。
　　在Memv

3、6中,通過(guò)修改操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理模塊,使得在創(chuàng)建原頁(yè)表時(shí),同步地創(chuàng)建備份頁(yè)表,從而完成備份空間的建立。此外,為了保證原空間的地址范圍與備份空間的地址范圍不產(chǎn)生沖突,本論文分析了操作系統(tǒng)中的內(nèi)存布局,并對(duì)原始布局進(jìn)行了相應(yīng)修改,保證了系統(tǒng)的正確性。
　　Memvisor使用虛擬化技術(shù)完成了類似功能。通過(guò)修改直接頁(yè)表技術(shù)中的頁(yè)表創(chuàng)建流程,或者修改影子頁(yè)表技術(shù)中的頁(yè)表翻譯流程,完成備份空間的創(chuàng)建。虛擬化技術(shù)可以屏蔽操作系統(tǒng)對(duì)備份空間創(chuàng)建