Виртуализация памяти

В информатике , виртуализация памяти развязки летучие оперативное запоминающее устройства (ОЗУ) ресурсы из отдельных систем в центрах обработки данных, а затем агрегирует эти ресурсы в виртуализованный пул памяти , доступный для любого компьютера в кластере. ^{[ необходима цитата ]} Доступ к пулу памяти осуществляется операционной системой или приложениями, работающими поверх операционной системы. Затем распределенный пул памяти можно использовать в качестве высокоскоростного кэша, уровня обмена сообщениями или большого общего ресурса памяти для приложения CPU или GPU.

Описание [ править ]

Виртуализация памяти позволяет объединенным в сеть и, следовательно, распределенным серверам совместно использовать пул памяти, чтобы преодолеть ограничения физической памяти, что является обычным узким местом в производительности программного обеспечения. ^{[ необходима цитата ]} Благодаря этой возможности, интегрированной в сеть, приложения могут использовать преимущества очень большого объема памяти для повышения общей производительности, использования системы, повышения эффективности использования памяти и включения новых вариантов использования. Программное обеспечение на узлах (серверах) пула памяти позволяет узлам подключаться к пулу памяти для предоставления памяти, а также для хранения и извлечения данных. Программное обеспечение для управления и технологии перегрузки памятиуправлять общей памятью, вставкой данных, политиками вытеснения и предоставления, назначением данных участвующим узлам и обрабатывать запросы от клиентских узлов. Доступ к пулу памяти можно получить на уровне приложения или операционной системы. На уровне приложения доступ к пулу осуществляется через API или как к сетевой файловой системе для создания высокоскоростного кэша общей памяти. На уровне операционной системы кеш страницы может использовать пул как очень большой ресурс памяти, который 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 одним экземпляром операционной системы (т. Е. Не в кластерной среде приложений).

Виртуализация памяти также отличается от хранилища на основе флэш-памяти, такой как твердотельные накопители (SSD) - твердотельные накопители и другие аналогичные технологии заменяют жесткие диски (сетевые или иные), а виртуализация памяти заменяет или дополняет традиционную оперативную память.

Преимущества [ править ]

Этот раздел пуст. Вы можете помочь, добавив к нему . ( Июнь 2019 г. )

Продукты [ править ]

• Сети RNA Платформа виртуализации памяти - пул памяти с малой задержкой, реализованный как общий кеш и решение для обмена сообщениями с малой задержкой .
• ScaleMP - платформа для объединения ресурсов с нескольких компьютеров с целью создания единого вычислительного экземпляра.
• Wombat Data Fabric - матрица обмена сообщениями на основе памяти для доставки рыночных данных в финансовых услугах.
• Oracle Coherence - это основанный на Java продукт Oracle для работы с данными в оперативной памяти.
• AppFabric Caching Service - это платформа распределенного кеширования для кешей в памяти, распределенных по нескольким системам, разработанная Microsoft .
• IBM Websphere extremeScale - это распределенный кеш на основе Java, очень похожий на Oracle Coherence.
• GigaSpaces XAP - это программная платформа для вычислений в оперативной памяти на основе Java, такая как Oracle Coherence и VMware Gemfire.

Реализации [ править ]

Интеграция на уровне приложений [ править ]

В этом случае приложения, работающие на подключенных компьютерах, подключаются к пулу памяти напрямую через API или файловую систему.

Кластер, реализующий виртуализацию памяти на уровне приложений. Участники 1 ... n вносят память в пул. Приложения читают и записывают данные в пул с помощью API Java, C или API файловой системы.

Интеграция на уровне операционной системы [ править ]

В этом случае операционная система подключается к пулу памяти и делает объединенную память доступной для приложений.

Кластер, реализующий виртуализацию памяти. Участники 1 ... n вносят память в пул. Операционная система подключается к пулу памяти через систему кеширования страниц . Приложения используют объединенную память через операционную систему.

Фон [ править ]

Технология виртуализации памяти вытекает из архитектур управления памятью и методов виртуальной памяти . В обеих областях путь инноваций перешел от тесных взаимосвязей между логическими и физическими ресурсами к более гибким, абстрактным отношениям, в которых физические ресурсы распределяются по мере необходимости.

Системы виртуальной памяти абстрагируются между физической RAM и виртуальными адресами, присваивая адреса виртуальной памяти как физической RAM, так и дисковым хранилищам, расширяя адресуемую память, но за счет скорости. Архитектуры NUMA и SMP оптимизируют распределение памяти в многопроцессорных системах. В то время как эти технологии динамически управляют памятью на отдельных компьютерах, виртуализация памяти управляет агрегированной памятью нескольких сетевых компьютеров как единым пулом памяти.

Наряду с инновациями в области управления памятью появился ряд методов виртуализации, позволяющих наилучшим образом использовать доступные аппаратные ресурсы. Виртуализация приложений впервые была продемонстрирована на мэйнфреймах. Следующей волной стала виртуализация хранилищ , когда серверы подключались к таким системам хранения, 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., консолидируя несколько экземпляров операционных систем на одном компьютере для повышения эффективности и гибкости. При виртуализации как хранилища, так и сервера приложения не знают, что используемые ими ресурсы являются виртуальными, а не физическими, поэтому эффективность и гибкость достигаются без изменения 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 резервного буфера трансляции (TLB) для преобразования между адресами виртуальной и физической памяти.
• База данных в памяти - обеспечивает более быструю и предсказуемую производительность, чем дисковые базы данных.
• Виртуализация ввода-вывода - создает виртуальные сети и конечные точки хранилища, которые позволяют сетевым данным и хранилищам перемещаться по одним и тем же фабрикам (XSigo I / O Director)
• Виртуализация хранилища - абстрагирует логическое хранилище от физического хранилища (NAS, SAN, файловые системы (NFS, кластерная FS), управление томами, RAID)
• RAM disk - виртуальное запоминающее устройство на одном компьютере, ограниченное объемом локальной RAM.
• InfiniBand
• 10 Гбит Ethernet
• Распределенная разделяемая память
• Удаленный прямой доступ к памяти (RDMA)
• Местонахождение ссылки
• Односистемный образ
• Распределенный кеш

Ссылки [ править ]