虚拟机 (VM) 动态内存管理中内存气球技术的分析

内存气球 (Memory ballooning) 是一种用于虚拟机 (VM) 的动态内存管理技术。气球法是内存回收技术操作的一部分，由管理程序 (hypervisor) 使用，允许物理主机系统从某些客户虚拟机 (VM) 检索未使用的内存并与其他虚拟机共享。内存气球法允许客户 VM 所需的 RAM 总量超过主机上可用的物理 RAM 量。内存超分 (Memory overcommitment) 使管理程序能够实现更高的整合率。利用内存超分，用户可以将 VM 整合到物理机上，从而在提供良好性能的同时以最佳方式利用物理资源。因此，内存回收是内存超分的一个组成部分。在本文中，我们指出内存气球法的基本原因是使用内存密集型虚拟机导致的内存超分。我们将该技术与其他回收技术进行了比较，并确定了内存超分状态下与内存气球法相关的成本。本文的目的是分析用于 VM 动态内存管理的内存气球技术。为此分析，我们在 DIU 的创新与技术中心 (CIT) 实验室安装并配置了基于 VMware 的虚拟化软件（如 ESXi Server、vCenter Server、vSphere Client），以监控和分析内存气球技术的 VM 性能。通过两个不同的测试用例评估了内存气球技术的性能。目的是帮助用户理解该技术如何影响性能。最后，我们展示了在使用气球法或交换法 (swapping) 时，不同内存限制下重负载的吞吐量，并分析了该技术引起的 VM 性能问题。