Hyper-V虚拟机内存技术（二）

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上一篇幅中主要讲了Hyper-V虚拟机内存技术中的静态内存和动态内存以及如何启用虚拟机动态内存，在这一章中将讨论动态内存技术中所涉及的一些名词术语。

一：内存过量：

1、什么是内存过量：内存过量使用允许虚拟机使用比物理主机可用的更多地内存，例如宿主机有2G内存，可以在其上运行4台拥有1G内存的虚拟机。内存过量使用时因为有比宿主机更多的虚拟内存，因此企业管理员能够最大化物理主机中虚拟机数量，而不用照顾物理内存总量的限制。如果没有这个技术，虚拟机内存大小最多只能和虚拟主机内存使用相同。在企业实际生产环境中虚拟机通常消耗的内存比需求的的要少，这样不利于充分利用硬件资源，并限制了在当前服务器上能运行的虚拟机数量。

2、Hyper-V不支持内存过量使用：Hyper-V不允许内存过量使用，例如如果分配4GB内存给Hyper-V的一台虚拟机，实际当启动这台虚拟机的时候只使用2GB内存，但是Hyper-V会检查是否有4GB的物理内存可用，如果有，以分配给这台虚拟机的4GB内存将会被锁定，只能用于这台虚拟机，如果4GB不可用则无法启动这台虚拟机，即使只需要2GB内存也依然无法启动这台虚拟机。

3、Hyper-V内存使用机制：Hyper-V通过提供“内存缓冲区”、“内存权重”以及“内存优先级”来允许根据内存使用率酉华虚拟机内存使用。当出现争用内存时，配置了高优先级的虚拟机首先获得内内存资源。Hyper-V管理器显示没太虚拟机的内存使用情况帮助管理员更好的管理内存分配。

二：内存缓冲区：

1、什么事内存缓冲区：Hyper-V虚拟内存的基本设置，为每台虚拟机保留额外空间。内存缓冲区为虚拟机提供比实际需求更多地内存使用空间。虚拟机内存缓冲区使用百分比计算，默认为20%，微软缓冲区百分比范围为5%至95%。

2、内存缓冲区运行机制：

（1）当内存需求在磨某一时间间隔突然增大时，可以使用保留区域，。在没有缓存情况下，这一时间间隔内突然增大的内存需求会迫使虚拟机进入内存溢出状态，这一状态下内存页面文件将被自动写入磁盘，数据从高速运行的内存空间中转移到相对极慢的磁盘上，会导致计算性能明显下降。

（2）当内存需求发生改变时，额外保留的空间可以降低虚拟机吧内存数据写入磁盘的概率。同时，更大的缓存空间也带来了浪费。保留的内存区域总是处于可用状态，因此在虚拟机用到它之前都是闲置的。用户设置范围很大，微软缓冲区百分比范围为5%至95%，管理员可以设置任意数字。一般较为建议的是，开始的时候设置较低一些，当发现虚拟机总是发生写入磁盘的情况时对这一百分比进行调整。

三：内存权重：

1、什么是内存权重:Hyper-V动态内存技术总是不断的平衡内存使用，但有时内存资源无法满足所有虚拟机的需求。如果启用过多的虚拟机，或者某台虚拟机运行某个应用程序时突然需要大量内存资源，当发生这种情况时，内存权重设置可以对虚拟机设置优先权分类。低优先级的虚拟机在高优先级虚拟机内存分配完之前无法获得内存资源。

2、内存权重的作用：

（1）高优先级的虚拟机得到更多的内存；

（2）低优先级的虚拟机会被优先“夺走”内存；

（3）当启动一台“新”虚拟机时，所给予他的内存来源于已经运行的虚拟机占有的内存，具体分配多少，则要看启动虚拟机的内存权重的高低。

3、内存计算：

（1）计算公式：虚拟机可用内存=启动内存+启动内存*（缓冲区百分比/（1-缓冲区百分比））；

（2）实例：管理员新建一台虚拟机，分配的内存大小为1200MB，缓冲区百分比为20%，则Hyper-V会附加额外的20%/（1-20%）=300MB，即总共1500MB内存给虚拟机。如果管理员设置的缓冲区百分比为80%，则会附加额外的80%/（1-80%）*1200MB=4800MB,即总共6000MB内存给虚拟机。

四：智能分页：

Windows Server 2012 还引入了“智能分页”技术以获得可靠的虚拟机重新启动操作。虽然最低内存可以增加虚拟机的合并数量，但它也带来一项挑战。如果一台虚拟机具有比其启动内存更小数量的内存，如果它重新启动，则 Hyper-V 需要附加的内存才能重新启动虚拟机。由于主机内存压力或虚拟机状态的原因，Hyper-V 可能并不总是有附加内存可用。这可能偶尔会导致虚拟机重新启动失败。“智能分页”用于弥补最低内存和启动内存之间的差距，使得虚拟机能可靠地重新启动。如果虚拟机配置了比启动内存更少的最低内存，为了提供可靠的重新启动操作，则 Hyper-V 会在 Windows Server 2012 中使用“智能分页”。当重新启动虚拟机需要更多内存时，这种内存管理方法将使用磁盘资源作为附加的临时内存。这种方法既有优点，也有缺点。它提供了一种可靠的方法，在没有可用的物理内存时，仍可确保虚拟机正常运行。但是，它也会降低虚拟机的性能，因为磁盘访问速度比内存访问速度慢得多。

1、为了尽量减少“智能分页”对性能的影响，Hyper-V只在如下情况下才使用它：

（1）正在重新启动虚拟机时；

（2）没有可用的物理内存时；

（3）在主机上运行的其他虚拟机中没有可回收的内存时；

2、“智能分页”不能在以下情况下使用：

（1）虚拟机正从“关闭状态”启动（而不是重新启动）；

（2）需要超额认购内存用于运行虚拟机时；

（3）虚拟机正在 Hyper-V 群集中执行故障转移时

当主机内存被超额认购时，Hyper-V 在来宾操作系统中继续依靠分页操作，因为它比“智能分页”更有效。在来宾操作系统中，分页操作由 Windows 内存管理器来执行。Windows 内存管理器比 Hyper-V 主机掌握更多有关虚拟机内的内存使用信息，这意味在选择用于分页的内存时，Windows 内存管理器可以提供比 Hyper-V 更好的信息。正因如此，相比“智能分页”它会导致更少的系统开销。为进一步降低“智能分页”的影响，Hyper-V 将在完成启动之后从虚拟机中删除内存。为达到此目，它会在来宾操作系统中与“动态内存”组件进行协调（该过程有时也被称为“气球”(ballooning)），从而使虚拟机停止使用“智能分页”。利用这种技术，“智能分页”的使用只是暂时的，并且预计不会超过 10 分钟。需要注意：

（1）只有在虚拟机需要时才会创建“智能分页”文件；

（2）在删除附加数量的内存之后，系统还会删除“智能分页”文件；

（3）直到下一次在没有足够物理内存的情况下需要重新启动虚拟机之前，它一直不能再次使用“智能分页”。

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