'如何理解內存氣球技術？它的優勢和缺點有哪些？'

在現代虛擬化數據存儲架構中，內存氣球（Memory Ballooning）技術起著至關重要的作用。由於物理和虛擬資產都需要內存資源，因此需要以多種方式聲明、釋放和回收內存。

內存氣球是虛擬化技術使用的一種常見技術，使用的是虛擬機內存。在這篇文章中，我們將對內存氣球定義和概念進行解釋，包括該技術與虛擬化管理程序的關係。

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什麼是內存氣球

近年來，IT專業人員已經習慣了雲計算和虛擬化的一個基本概念，即彈性或自動伸縮。也就是說，服務和資源根據完成給定任務或滿足特定可用性需求的需要而伸縮。

內存氣球與自動伸縮並不完全相同，但在概念上可以認為是相似的。內存氣球就是為了使虛擬機內存能夠擴展——如果需要的話。有了內存氣球技術，系統可以在需要時為特定的虛擬機提供更多的內存。

內存氣球的概念和方法，是特定於虛擬機內存以及VMware內存用例和VMware內存性能來運行的。其他虛擬機監控程序，包括微軟的Hyper-V，以及開源KVM項目，都有類似的進程，為虛擬機監控程序內存提供虛擬氣球功能。

什麼是管理程序（Hypervisor）?

內存氣球在虛擬化管理程序中工作。管理程序定義可以概述為：管理程序是使虛擬機能夠運行的技術，為軟件提供了一個虛擬抽象層。

目前廣泛使用的管理程序技術有很多種，包括VMware ESXi、Microsoft Hyper-V以及開源Xen和KVM技術。每個管理程序都可以用來啟用客戶虛擬機，這些虛擬機以抽象的虛擬方式運行操作系統和應用程序。

管理程序使用跨正在運行的客戶虛擬機的驅動程序來處理不同的需求，包括資源約束，如虛擬CPU、磁盤空間和內存。氣球驅動程序跨虛擬機運行，並使管理程序能夠將內存從一臺虛擬機重新分配到另一臺虛擬機。

理解記憶氣球的執行過程

理解管理程序的工作原理與理解內存氣球的過程有著內在的聯繫。管理程序抽象有限的系統資源，然後將它們分配給運行虛擬機進程。

·主機物理內存。下級服務器或雲平臺有一定數量的已安裝系統內存，表示可用內存的絕對總量。

·客戶機的物理內存。虛擬機監控程序被分配給主機一定數量的物理內存，以便為正在運行的虛擬機提供資源。客戶機物理內存是管理程序可用內存的最大數量。

·客戶機的虛擬內存。管理程序將給定數量的總內存資源作為虛擬內存分配給正在運行的客戶機虛擬機。

在內存氣球模型中，如果一個虛擬機有8 GB的客戶虛擬內存分配給它，而它沒有使用這些內存，那麼可以將RAM的一部分重新分配給另一個正在運行同時需要額外的內存的虛擬機。

氣球驅動程序跟蹤從一個虛擬機到另一個虛擬機的內存分配。內存氣球的主要目標是使虛擬機能夠獲得滿足特定進程或應用程序需求高峰所需的內存。即便它通常沒有分配足夠的內存，也會發生這種情況。

為什麼內存氣球很重要?

·資源優化。使用內存氣球技術，內存將從當前沒有使用所有可用內存的虛擬機中取出，未使用的內存將重新分配給需要額外資源的虛擬機。

·內存可用性。內存氣球不是簡單地由於需求或進程激增而不向虛擬機提供所需的資源，而是在需要時提供更多的內存。

·降低成本。通過更有效地使用內存，就不需要部署更多的物理服務器或分配更多的物理內存，這會帶來額外的操作和能源成本。

內存氣球也存在一些問題

·高氣球內存利用率。可能出現的問題之一是高利用率。氣球驅動程序可能佔用太多內存，以至於管理程序缺乏在性能最佳時運行所需的全部資源。

·性能。如果多個正在運行的虛擬機同時請求氣球內存，那麼可能會出現CPU和物理磁盤使用量激增的問題，因為管理程序通過內存交換技術來獲取資源，這將進一步降低系統的整體性能。

原文作者：Sean Michael Kerner