《基於記憶體資源的雲計算虛擬存儲技術研究》是依託中國人民解放軍國防科技大學，由褚瑞擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於記憶體資源的雲計算虛擬存儲技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：褚瑞
- 依託單位：中國人民解放軍國防科技大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
基礎設施服務型雲計算採用虛擬化技術構建虛擬存儲設備，具有性能受限、位置受限、能力受限等問題。雲計算的數據中心有大量可控節點和高性能網路連線，基於傳統的網路記憶體技術，利用跨節點的記憶體資源構建與虛擬節點分離的虛擬存儲，具有高效、靈活、易用、廉價等優點，但也由於記憶體資源的易失性，以及與存儲不同的訪問特性，而存在新的問題。.本項目從面向持久性的記憶體資源組織技術入手，研究面向虛擬存儲的記憶體資源管理技術，並根據虛擬存儲的不同訪問模式研究相應的最佳化技術。從而有效利用跨節點的記憶體資源作為存儲介質，解決或緩解雲計算系統中存儲的現有問題，為雲計算的支撐技術提供新的實現途徑。
結題摘要
提供基礎設施服務的雲計算目前套用廣泛、發展迅速。這種雲計算以虛擬化技術為核心，基於數據中心構建計算資源管理平台，根據用戶需求，動態創建包含虛擬硬體、作業系統、中間件等計算基礎設施的虛擬機。平台中的記憶體和存儲設備通常是影響整體性能的關鍵因素，記憶體容量小而使用靈活，存儲則反之。本項目統一考慮虛擬化的記憶體和存儲資源，基於網路記憶體技術，利用跨節點的記憶體資源構建與虛擬節點分離的虛擬存儲，一方面提升了存儲的性能，另一方面提高了記憶體的容量和彈性擴展的能力。 本項目從記憶體資源的彈性組織技術入手，研究面向虛擬存儲的記憶體資源管理技術，提出了一種基於數據中心網路，採用記憶體代替傳統磁碟作為存儲介質的鍵-值存儲技術，並面向大規模數據存儲的高吞吐量、高頻寬、低延遲、低成本等需求，提出了充分利用數據中心網路拓撲結構已知、路由可控的特點，在多元立方體網路上實現了基於記憶體的鍵-值存儲，並通過多元立方體網路的拓撲特性，避免了傳統分散式存儲的不確定性問題。 其次，本項目通過在阿里雲計算有限公司的實踐工作，發現了虛擬化平台中無法動態分配與回收記憶體資源，從而導致虛擬機記憶體只能固定配置，缺乏彈性的問題，提出了虛擬化平台的記憶體資源彈性調度技術，實現了同一台物理機內部所有虛擬機之間的記憶體共享機制，降低了超過50%的服務成本，並在阿里雲計算有限公司的實際系統中得到了套用。 本項目還進一步的將基於記憶體資源的鍵-值存儲技術和記憶體資源彈性調度技術相結合，緩解了由於虛擬機的物理記憶體配置在運行中相對固定，當虛擬機和物理機的記憶體使用率不平衡時，導致虛擬機記憶體占用達到上限，而無法使用平台中的空閒記憶體為其補充，從而產生大量嚴重影響性能的換頁操作的問題。 項目的研究工作有效組織和利用虛擬化雲平台的的記憶體資源，解決或緩解雲計算系統中虛擬化記憶體和存儲的現有問題，為雲計算的支撐技術提供了新的途徑。
