更新履歴に基づいたメモリページ転送順序スケジューリングによる仮想マシンライブマイグレーションの高速化 Improving the Performance of Virtual Machine Live Migration by Ordering Memory Page Transfer Based on Update History

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抄録

仮想マシンライブマイグレーションの一般的な実現方法であるpre-copy型ライブマイグレーションでは,仮想マシンを一時的に停止させる前に大部分のメモリページを転送することで停止期間を短縮化する.しかし,メモリページの転送は仮想マシンが動作した状態で行われるため,転送済みのページが更新され,メモリページの再送が頻発する場合がある.これまで,更新をともなう可能性の高いメモリページを推定し,ページの転送順序を変更する手法などが提案されているが,仮想マシンの一時停止期間が長くなるという新たな問題が発生する.そこで本研究では,各メモリページにおける更新履歴を基に,段階分けされたページ転送優先度を定義し,総ページ転送量を増やすことなく仮想マシンの一時停止期間を短縮する手法を提案する.さらに,拡張ページテーブル(EPT)に着目したメモリアクセスプロファイリングにより,仮想マシン動作に対する性能オーバヘッドをほぼ無視できる手法も提案する.提案手法をQEMU/KVM上に実装し評価を行った結果,ライブマイグレーションにおける仮想マシンの中断時間が削減できることを確認した.Currently, live migration of virtual machines is based on a pre-copy approach that transfers most memory pages to the destination host in order to shorten the paused period. But, retransmission of pages can occur for updates because virtual machines are running during the memory transfer time and this results in increase of total migration period. Many studies have focused on this problem so far, such as frequently-updated pages are stopped to transfer during the running state. However, such approach prolongs the paused period and user experience gets worse. In this paper, we propose an improved approach that defines staged page transfer ordering based on page update history, and our method can reduce the paused period without increasing the total amount of page transfer. In addition, we further propose a memory access profiling method using Extended Page Table (EPT) that minimizes performance overhead of running virtual machines. The experimental results showed the proposed method reduced the retransmissions and stopped period.

Currently, live migration of virtual machines is based on a pre-copy approach that transfers most memory pages to the destination host in order to shorten the paused period. But, retransmission of pages can occur for updates because virtual machines are running during the memory transfer time and this results in increase of total migration period. Many studies have focused on this problem so far, such as frequently-updated pages are stopped to transfer during the running state. However, such approach prolongs the paused period and user experience gets worse. In this paper, we propose an improved approach that defines staged page transfer ordering based on page update history, and our method can reduce the paused period without increasing the total amount of page transfer. In addition, we further propose a memory access profiling method using Extended Page Table (EPT) that minimizes performance overhead of running virtual machines. The experimental results showed the proposed method reduced the retransmissions and stopped period.

収録刊行物

  • 情報処理学会論文誌

    情報処理学会論文誌 56(2), 516-524, 2015-02-15

    一般社団法人情報処理学会

各種コード

  • NII論文ID(NAID)
    110009877367
  • NII書誌ID(NCID)
    AN00116647
  • 本文言語コード
    JPN
  • 資料種別
    Journal Article
  • ISSN
    1882-7764
  • データ提供元
    NII-ELS  IPSJ 
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