ネストしたVMを用いた仮想化システムの高速メンテナンス
大庭 裕貴 (九州工業大学) 光来 健一 (九州工業大学 / JST CREST)
VMマイグレーションの活用とその問題
仮想化システムのメンテナンス
 ハイパーバイザ等のメンテナンスが必要
 セキュリティパッチなど
 メンテナンス後にシステムの再起動が必要
 仮想マシン（VM）の再起動によるダウンタイム
 メンテナンス前にVMをマイグレーション
 VMの再起動が不要
 マイグレーションはシステムに大きな負荷をかける
 ネットワークを介してVMのメモリ内容の転送が必要
すべて再起動
ホスト1
ホスト2
メモリ内容
メンテナンス後
再起動
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
VM
ハイパーバイザ
ハイパーバイザ
VM
VM
ハイパーバイザ
提案:VMBeam
 メンテナンスのための低負荷かつ高速なマイグレーション機構
 一台の計算機の中に2つの仮想化システムを構築
 その仮想化システム間でVMをマイグレーション
 メモリ操作だけでマイグレーションを完了
ホストVM1
ゲスト
VM
ゲスト
VM
ホストVM2
ゲスト
VM
マイグレーション
ゲスト
VM
ゲスト
VM
ゲスト
VM
ゲストハイパーバイザ
ゲストハイパーバイザ
ホストハイパーバイザ
VM間メモリスワップ
メモリスワップによるマイグレーション
 ホストVM間でゲストVMのメモリを入れ替える
 ホストハイパーバイザがメモリ割り当てを変更
 ネットワークを介したメモリ転送と同等の効果を得る
 より高速で低負荷
 ホストVM間ではゲストVMのメモリ情報のみを送る
 マイグレーション先には空のゲストVMを作成
 メモリスワップ・サーバがメモリ内容を入れ替える
マイグレーション先メモリ情報の転送
ホストVM1
ホストVM2
マイグレーション元メモリ情報の転送
ゲスト
VM
ゲスト
VM
メモリ
メモリスワップ
サーバ
メモリ
メモリ
情報
ホストハイパーバイザ
実験
ゲスト
VM
メモリ
情報
400
346.5
350
CPU
メモリ
LAN
仮想ネットワーク転送
実験環境
Intel Xeon 8コア
32GB
1GbE
メモリスワップ
仮想ネットワーク転送
300
負荷[%]
メモリスワップ
0.6
時間 [s]
ゲスト
VM
 メモリ転送のCPU負荷を比較
 仮想ネットワークでの転送の約1/4
 メモリ転送速度を比較
 物理ネットワークでの転送より17倍高速
 仮想ネットワークと比べても28%高速
0.7
ホストVM2
ホストハイパーバイザ
実メモリ
0.8
ホストVM1
250
200
150
0.5
100
0.4
50
0.3
0
98.7
0.2
0.1
0
0
256
512
768
ゲストVMのメモリサイズ[MB]
1024
1280
今後の課題
 VM間メモリスワップをマイグレーションに組み込む