虚拟化云计算平台内存资源调度技术研究

Server consolidation will reduce the service cost using resource over-commitment. However, in a virtualized cloud computing platform, the elastic configuration of memory resource is still a hard problem with the existence of the semantic gap. In many recent research works, kinds of methods are promising to solve that, but in practice, there exist the problems named unique scheduling, differential storage, vigorous swapping, scheduling upper bound, various pattern, network competition, respectively. With the interactions between memory and storage, the memory/storage cooperative scheduling will be studied. With the limitation of balloon technology, the on-demand memory allocating method, which is transparent to the guest operating system, will be proposed. With the difference and common points of swapping and live-migration, the datacenter network based memory pre-migration method will be researched. Works on these research issues will contribute to the improvement of resource utilization and the reduction of service cost in the virtualized cloud computing platform. The results in this work could provide important guidance and novel values in pratice.

服务器整合技术以资源过量提交的方式降低了云计算的服务成本，但在虚拟化云计算平台中，内存资源的弹性配置由于语义鸿沟而存在困难。目前已有一系列研究工作提出了不同的解决方法，但实践表明这些方法仍存在单一调度、存储差异、积极换页、调度上限、模式多样、网络争用等问题。本项目针对内存和存储的相互作用特性，研究虚拟化云计算平台的内存/存储协同调度方法；针对气球技术的能力限制，研究客户操作系统透明的内存按需分配方法；针对换页和迁移技术的异同点，研究基于数据中心网络的内存预迁移方法。项目的研究将进一步提高虚拟化云计算平台的资源利用率，降低服务成本。对于实践具有重要的指导意义和创新价值。

服务器整合技术以资源过量提交的方式降低了云计算的服务成本，但在虚拟化云计算平台中，内存资源的弹性配置由于语义鸿沟而存在困难。目前已有一系列研究工作提出了不同的解决方法，但实践表明这些方法仍存在单一调度、存储差异、积极换页、调度上限、模式多样、网络争用等问题。本项目针对内存和存储的相互作用特性，研究了虚拟化云计算平台的内存/存储协同调度方法；针对气球技术的能力限制，研究了客户操作系统透明的内存按需分配方法；针对换页和迁移技术的异同点，研究了基于数据中心网络的内存预迁移方法。项目的研究进一步提高了虚拟化云计算平台的资源利用率，降低了服务成本，对于实践具有重要的指导意义和创新价值。..在本项目的支持下，项目组成员在USENIX ATC、IEEE INFOCOM、IEEE Transactions on Services Computing、IEEE Access等国际会议和期刊发表19篇论文。相关技术已物化进入实际信息系统，在国家的重要业务部门中得到成功应用（应用证明详见http://nicexlab.com/applications_nsfc13.pdf）。.