虚拟化之内存（Memory）
一 内存的查看方式
- free -k/m/h
- cat /proc/meminfo
- dmesg |grep memory
free命令的实质是根据meminfo中的文件来提取信息
二 内存虚拟化
1.概念：由于物理MMU只能通过Host机的物理地址进行寻址，所以实现内存虚拟化，关键是需要将Guest机的虚拟地址GVA转换为HPA
2.内存虚拟化的作用：
- 提供给虚拟机一个从0地址开始的连续物理内存空间GPA
- 实现虚拟机之间有效隔离、调度及共享资源
3.术语介绍
- GVA(Guest Virtual Address):客户机/虚拟机虚拟地址
- GPA(Guest Physical Address)：客户机/虚拟机物理地址
- HPA(Host Physical Address)：物理机物理地址
工作方式：GVA--GPA->HPA的转换，KVM引入一层新的地址空间GPA,该地址空间并不是真正的物理地址空间，它只是HOST主机虚拟地址空间在Guest地址空间上的一个映射
- 新的两种内存虚拟化方式
- 影子页表 <软件实现：GVA到HPA的映射>，每个虚机都有一个影子页表
- EPT/NPT <硬件实现，产生出的EPT表>
影子页表与传统的转换过程对比图：
EPT:intel的二代硬件虚拟化技术，针对内存管理单元MMU的虚拟化扩展。相比影子页面提高了内存虚拟化的性能。NPT是AMD的。
一个EPT页表=N个影子页表
- VPID和TLB
- VPID虚拟处理器标识，提升实时迁移的效率，节省迁移开销，提高速度，降低延迟（就是标识某块物理内存属于哪台虚拟机）
- TLB旁路转换缓冲/页表缓冲，里面存放着页表文件（EPT表）
常用命令：
grep ept /proc/cpuinfo 查看cpu是否支持EPT
grep vpid /proc/cpuinfo 查看cpu是否支持vpid
cat /sys/module/kvm_intel/parameters/ept 显示Y则ept已开启
cat /sys/module/kvm_intel/parameters/vpid 显示Y则vpid已开启
modprobe kvm_intel ept=0,vpid=0 关闭ept/vpid 1为开启
- 其他
- Linux中的格式化-->制作文件系统（i节点、block块4K）
- 内存调用磁盘中的数据到自己的文件系统RAMFS中
- 内存页是管理内存的单元，其大小4K
查看默认内存页大小：
getconf PAGESIZE ===> 4096（字节）=4K
三 内存技术--大页Huge Page
- 大页：将其设为2M则称为大页
- 内核2.6以上支持大页
- 对大页的管理方式为管理个数，因为每个页的大小固定为2M
- 大页的优势：
- 内存页的数量减少，节约页表所占用的空间，减少地址转换，提高内存访问性能
- 地址转换信息一般保存在CPU缓存中，地址转换信息减少，CPU负载降低
- 大页的劣势：
- 不能Swap out
- 不能使用ballooning 方式增长
- 为虚拟机开启大页
①查看当前系统的大页
cat /proc/meminfo |grep Huge
②开启大页<方式待商榷>
在主机中找到虚拟机的配置文件xml，添加hugepages=yes
③挂载hugetlbfs文件系统<默认系统已挂载>
如果未挂载，则需挂载：
mount -t hugetlbfs hugetlbfs /dev/hugepages
④设置大页的数量
sysctl vm.nr_hugepages=500
⑤查看大页
四 内存超配
- 超配方式
- 内存交换：用swap空间来弥补
- 气球ballooning：通过virio_balloon驱动来实现宿主机Hypersion和客户机之间的协作
- 页共享：通过KSM合并多个客户机进程使用的相同内存页
注：如果使用swap，就要对swap进行监控，最大使用率30%
- swap大小的设定
- 2倍于真实内存，适用于内存小于2G的情况
- 真实机大于2G的情况，内存大小+2G
- Redhat官方给的方案：当内存超过16G,swap给8G,当swap不够再继续添加
- Swap的使用
- 创建swap空间的对象：磁盘、分区、lv、dd出的文件
- mkswap、swap on/off
五 Virsh常用的命令
virsh是KVM的管理工具，通过调用libvirt API来管理
- virt-manager图形化管理工具
- virt-top :top界面<只显示虚拟机所属进程>
- virsh list :查看运行的虚拟机
- virsh list --all : 查看所有的虚机
- virsh console 虚机名 ：连接虚机
- Ctrl +] 退出虚机
- define xx.xml 声明虚拟机
- virsh start/stop/reboot 虚机名 ：开启/关闭/重启虚机
- virsh suspend/resume 虚机名：挂起/恢复虚机
10.virsh autostart 虚机名 ：子机随母机启动而启动
11. virsh destroy 虚机名 ：删除虚机（在列表中删除）
virsh undefine 虚机名：解除标记
执行上面两步才算彻底删除虚机
命令较多，此处就不一一列出，可help进行查看！