Виртуализация памяти
В информатике (ОЗУ) от отдельных систем в центре обработки данных, а затем объединяет эти ресурсы в виртуализированный пул памяти , виртуализация памяти отделяет энергозависимые ресурсы оперативной памяти доступный любому компьютеру в кластере. [ нужна ссылка ] Доступ к пулу памяти осуществляется операционной системой или приложениями, работающими поверх операционной системы. Пул распределенной памяти затем можно использовать в качестве высокоскоростного кэша, уровня обмена сообщениями или большого общего ресурса памяти для приложения ЦП или графического процессора.
Описание [ править ]
Виртуализация памяти позволяет сетевым и, следовательно, распределенным серверам совместно использовать пул памяти для преодоления ограничений физической памяти, которые являются распространенным узким местом в производительности программного обеспечения. [ нужна ссылка ] Благодаря этой возможности, интегрированной в сеть, приложения могут использовать очень большой объем памяти для улучшения общей производительности, использования системы, повышения эффективности использования памяти и реализации новых вариантов использования. Программное обеспечение на узлах пула памяти (серверах) позволяет узлам подключаться к пулу памяти для выделения памяти, а также для хранения и извлечения данных. Программное обеспечение для управления и технологии перераспределения памяти управляют общей памятью, политиками вставки, вытеснения и предоставления данных, назначением данных участвующим узлам и обрабатывают запросы от клиентских узлов. Доступ к пулу памяти можно получить на уровне приложения или на уровне операционной системы. На уровне приложения доступ к пулу осуществляется через API или через сетевую файловую систему для создания высокоскоростного кэша общей памяти. На уровне операционной системы страничный кэш может использовать пул как очень большой ресурс памяти, который работает намного быстрее, чем локальное или сетевое хранилище.
Реализации виртуализации памяти отличаются от систем с общей памятью . Системы с общей памятью не допускают абстракции ресурсов памяти, поэтому требуется реализация с использованием одного экземпляра операционной системы (т. е. не в среде кластерного приложения).
Виртуализация памяти также отличается от хранилищ на основе флэш-памяти, таких как твердотельные накопители (SSD) — твердотельные накопители и другие подобные технологии заменяют жесткие диски (сетевые или другие), а виртуализация памяти заменяет или дополняет традиционную оперативную память.
Продукты [ править ]
- Платформа виртуализации памяти сетей RNA — пул памяти с низкой задержкой, реализованный в виде общего кэша и решения для обмена сообщениями с низкой задержкой .
- ScaleMP — платформа для объединения ресурсов нескольких компьютеров с целью создания единого вычислительного экземпляра.
- Wombat Data Fabric — основанная на памяти структура обмена сообщениями для доставки рыночных данных в сфере финансовых услуг.
- Oracle Coherence — это продукт Oracle для создания сеток данных в памяти на базе Java.
- Служба кэширования AppFabric — это платформа распределенного кэширования для кэшей в памяти, распределенных по нескольким системам, разработанная Microsoft .
- IBM Websphere ExtremeScale — это распределенный кэш на основе Java, очень похожий на Oracle Coherence.
- GigaSpaces XAP — это программная платформа для вычислений в памяти на основе Java, такая как Oracle Coherence и VMware Gemfire.
Реализации [ править ]
Интеграция на уровне приложения [ править ]
В этом случае приложения, работающие на подключенных компьютерах, подключаются к пулу памяти напрямую через API или файловую систему.
системы на уровне Интеграция операционной
В этом случае операционная система подключается к пулу памяти и делает эту память доступной для приложений.
Предыстория [ править ]
Технология виртуализации памяти вытекает из архитектур управления памятью и виртуальной памяти методов . В обеих областях путь инноваций переместился от тесно связанных отношений между логическими и физическими ресурсами к более гибким, абстрактным отношениям, при которых физические ресурсы распределяются по мере необходимости.
Системы виртуальной памяти абстрагируются между физической оперативной памятью и виртуальными адресами, назначая адреса виртуальной памяти как физической оперативной памяти, так и дисковому хранилищу, расширяя адресуемую память, но за счет скорости. Архитектуры NUMA и SMP оптимизируют распределение памяти в многопроцессорных системах. Хотя эти технологии динамически управляют памятью на отдельных компьютерах, виртуализация памяти управляет совокупной памятью нескольких сетевых компьютеров как единым пулом памяти.
Одновременно с инновациями в области управления памятью возник ряд методов виртуализации, позволяющих максимально эффективно использовать доступные аппаратные ресурсы. Виртуализация приложений сначала была продемонстрирована в системах мэйнфреймов. Следующей волной стала виртуализация хранения данных , когда серверы подключались к системам хранения данных, таким как NAS или SAN, в дополнение к встроенным жестким дискам или вместо них. Виртуализация серверов, или полная виртуализация , разделяет один физический сервер на несколько виртуальных машин , объединяя несколько экземпляров операционных систем на одной машине в целях повышения эффективности и гибкости. Как при виртуализации хранилища, так и при виртуализации серверов приложения не знают, что используемые ими ресурсы являются виртуальными, а не физическими, поэтому эффективность и гибкость достигаются без изменений приложений. Таким же образом виртуализация памяти распределяет память всего сетевого кластера серверов между компьютерами в этом кластере.
См. также [ править ]
- Виртуальная память . Традиционная виртуализация памяти на одном компьютере, обычно с использованием MMU для преобразования адресов виртуальной и физической памяти.
- База данных в памяти . Обеспечивает более быструю и предсказуемую производительность, чем базы данных на диске.
- Виртуализация ввода-вывода — создает виртуальную сеть и конечные точки хранилища, которые позволяют данным сети и хранилища передаваться по одной и той же фабрике (XSigo I/O Director).
- Виртуализация хранилища — абстрагирует логическое хранилище от физического хранилища (NAS, SAN, файловые системы (NFS, кластер FS), управление томами, RAID).
- RAM-диск — виртуальное запоминающее устройство внутри одного компьютера, ограниченное емкостью локальной оперативной памяти.
- ИнфиниБэнд
- 10-гигабитный Ethernet
- Распределенная общая память
- Удаленный прямой доступ к памяти (RDMA)
- Местоположение ссылки
- Односистемный образ
- Распределенный кеш
Ссылки [ править ]
- Олег Гольдшмидт, Виртуализация: современные операционные системы
- «Стартап RNA Networks виртуализирует память на нескольких серверах» . Информационная неделя . 13 февраля 2009 года . Проверено 24 марта 2009 г.
- «Пять тенденций виртуализации, за которыми стоит следить» . Компьютерный мир . 3 февраля 2009 года. Архивировано из оригинала 16 марта 2009 года . Проверено 24 марта 2009 г.
- «Сети РНК и виртуализация памяти» . ЗДНет . 2 февраля 2009 года . Проверено 24 марта 2009 г.
- Кузнецкий, Дэн (28 января 2007 г.). «Разбор различных уровней виртуализации» . ЗДНет . Проверено 24 марта 2009 г.