如何了解VMware記憶體資源管理

當主機可用記憶體高于等于6%時，hypervisor僅使用透明頁共享回收記憶體（當沒有設定虛拟機記憶體限制時）。如果虛拟機設定了記憶體限制，則hypervisor使用ballooning甚至swapping回收記憶體直到低于限定值。當主機可用記憶體接近4%時，hypervisor使用ballooning回收記憶體，一般情況下可以及時的回收記憶體，讓可用記憶體保持在4%以上。如果ballooning不足以回收記憶體，主機可用記憶體接近2%時，hypervisor在ballooning回收記憶體的基礎上增加使用swapping（并激活記憶體壓縮）加速記憶體回收，讓可用記憶體保持在4%以上。罕見的當主機可用記憶體隻有1%時，hypervisor除了繼續使用ballooning和swapping回收記憶體，還禁止所有虛拟機申請更多記憶體。

透明頁共享（Transparent Page Sharing）：當多個虛拟機在一個主機上運作時，可能有些記憶體頁是一樣的，比如一樣的Guest OS。hypervisor通過周期性的掃描記憶體頁生成hash值在記憶體hash總表中查找，一旦hash比對就會進行完整比較，确認記憶體頁完全一樣後hypervisor會删除備援記憶體頁以指針代之，類似于存儲中的重複資料删除功能。當某虛拟機對共享記憶體頁試圖寫時，hypervisor會複制一個這個虛拟機的專有頁來修改，保證共享頁不被破壞。這種記憶體回收的速度取決于掃描的速度，在ESX（i）的進階設定中可以設定掃描速度和時間間隔。是以最好将相同或者相近的OS部署在一台host上面，以便更好的使用TPS節省記憶體。

氣球膨脹（Ballooning）：由于hypervisor無法得知虛拟機中哪些記憶體是空閑的，是以依靠VMware Tools在Guest OS中的氣球驅動（balloon driver）來回收記憶體。當需要從該虛拟機回收記憶體時，氣球膨脹從Guest OS中請求記憶體，配置設定給氣球驅動的記憶體可被hypervisor安全的回收，Guest OS自行決定将哪些記憶體swapping交換到硬碟上以保證配置設定給氣球驅動記憶體。顯然需要安裝VMware Tools才能實作氣球回收記憶體，通過這種方式回收記憶體較慢，依賴于Guest OS記憶體配置設定的速度。

記憶體交換（Hypervisor Swapping）：當虛拟機啟動時就會建立一個記憶體swap檔案，檔案大小為最大記憶體交換量（虛拟機配置記憶體-記憶體預留）。當上面兩種回收方式不能滿足需求時，hypervisor會進行swapping将虛拟機的實體記憶體交換到硬碟上。hypervisor并不知道将哪些記憶體交換好，Guest OS也不知道哪些記憶體被交換了，這将極大的影響虛拟機的性能，當出現這種情況時說明需要加記憶體了。

記憶體壓縮（Memory Compression）：這是4.1版本的新功能，對記憶體的交換的優化。如果swapping的記憶體頁是可壓縮的，則将其壓縮後存儲在壓縮緩存區中，這樣再次通路這個被swapping的記憶體時僅需要解壓縮，而不是從硬碟讀取，這将快的多。不能壓縮或壓縮緩沖區滿則會與硬碟進行真正的swapping。在ESX（i）的進階設定中可以設定壓縮緩存的大小等。

虛拟機記憶體配置設定VMware ESX（i）提供了三個參數來控制虛拟機的記憶體配置設定。

“限制（Limit）”限定了配置設定給虛拟機實體記憶體的上限，如果虛拟機使用的記憶體超過該限定值則hypervisor強制回收記憶體，預設是無限制，即以虛拟機記憶體大小為限。虛拟機硬體設定中的記憶體對于大多數Guest OS是不能熱添加的，有的能熱添加但是要使用添加的記憶體還要重新開機Guest OS，隻有少數Guest OS能熱添加并使用的，因為這個需要Guest OS識别，是以對Guest OS要求高。但是記憶體限制可以在虛拟機運作時随意的調整，Guest OS無需感覺是透明的。

“預留（Reservation）”是保證配置設定給虛拟機最低實體記憶體的下限，即hypervisor至多從虛拟機回收記憶體到預留值為止，不再繼續回收，保證一個基本的記憶體可避免性能降低到無法忍受。

“份額（Shares）”是當主機記憶體過量使用時，虛拟機可獲得的實體記憶體是通過一個公式計算得到的，份額是其中一項。預設份額=虛拟機記憶體*10。公式：ρ=份額/（活動記憶體+k*空閑記憶體），ρ就是該虛拟機可獲得實體記憶體比例的分子，分母是所有虛拟的ρ的和。k是懲罰因子，k=1/（1-IMT），IMT為空閑記憶體稅（Idle Memory Tax），預設IMT=75%，即k=4，IMT值可以在ESX（i）的進階設定中修改。顯然份額越大，活動記憶體比例越高則ρ越大，可獲得的實體記憶體越多。hypervisor從ρ最小的虛拟機開始回收記憶體。

本文轉自 qq8658868 51CTO部落格，原文連結：http://blog.51cto.com/hujizhou/1688815，如需轉載請自行聯系原作者