JP2008225520A - Memory resource arrangement control method for arranging memory resource in virtual machine environment, virtual machine system, and program - Google Patents

Memory resource arrangement control method for arranging memory resource in virtual machine environment, virtual machine system, and program Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a memory resource arrangement control method, a virtual machine system and a program for enlarging and reducing a memory which can be used by a virtual machine without restarting an operating system. <P>SOLUTION: In a virtual machine system 100 configured by constructing a virtual machine environment 130 and a plurality of virtual machines 110 and 120 or the like on a physical machine 140, a memory area which can be used by the virtual machines 110 and 120 or the like operating on the virtual machine environment 130 is associated with a physical memory 141 owned by the physical machine 140, and a predetermined area in the memory area is arranged as a reservation area whose assignment and release is possible for the plurality of virtual machines 110 and 120 or the like according to the quantity of the memory which can be used by the virtual machines 110 and 120 or the like. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、仮想マシン環境においてメモリ資源を配置するメモリ資源配置制御方法、仮想マシンシステム及びプログラムに関するものである。   The present invention relates to a memory resource allocation control method, a virtual machine system, and a program for allocating memory resources in a virtual machine environment.

従来の仮想マシンシステムの一例が、非特許文献1に記載されている。図9に示すように、この従来の仮想マシンシステムは、物理マシンと、物理ディスクと、仮想マシン環境と、OSを有する複数の仮想マシンとから構成されている。   An example of a conventional virtual machine system is described in Non-Patent Document 1. As shown in FIG. 9, this conventional virtual machine system includes a physical machine, a physical disk, a virtual machine environment, and a plurality of virtual machines having an OS.

このような構成を有する従来の仮想マシンシステムはつぎのように動作する。すなわち、すべての仮想マシンの使用メモリ量の合計が物理メモリ量を超えた場合、一部のメモリ領域が物理ディスクにページアウトされる。
CarlA. Waldspurger著「Memory Resource Management in VMware ESX Server」VMware, Inc.、2002年12月8日、3.3Demand Paging
The conventional virtual machine system having such a configuration operates as follows. That is, when the total amount of memory used by all virtual machines exceeds the amount of physical memory, a part of the memory area is paged out to the physical disk.
CarlA. Waldspurger, "Memory Resource Management in VMware ESX Server" VMware, Inc., December 8, 2002, 3.3 Demand Paging

しかし、従来の仮想マシンシステムは、以下に示すような問題を有する。   However, the conventional virtual machine system has the following problems.

第1に、仮想マシン上のオペレーティングシステム(以下、OS)またはプログラムが物理ディスクにページアウトされたメモリ領域を使用している場合、そのOSまたはプログラムの実行性能が下がってしまうという問題があった。すなわち、仮想マシン環境の中には、複数の仮想マシンで使用するメモリの合計が物理メモリ容量を超えた場合、超えた分を物理ディスクに割り当てる機能を持つ実装もあるが、この実装の場合、物理ディスクに割り当てられたメモリを使用するソフトウェアは性能が低下してしまうという問題があった。   First, when an operating system (hereinafter referred to as OS) or a program on a virtual machine uses a memory area that is paged out to a physical disk, there is a problem that the execution performance of the OS or program decreases. . In other words, in some virtual machine environments, there is an implementation that has the function of allocating the excess memory to the physical disk if the total memory used by multiple virtual machines exceeds the physical memory capacity. The software that uses the memory allocated to the physical disk has a problem that the performance deteriorates.

第2に、仮想マシン環境において、従来は仮想マシンの物理メモリを仮想マシンを動作させたまま追加することができないという問題があった。   Secondly, in the virtual machine environment, there has been a problem that the physical memory of the virtual machine cannot be added while the virtual machine is operating.

第3に、多くのオペレーティングシステムでは動的なメモリの追加に対応していないので、仮想マシン環境の他の仮想マシンが停止して物理メモリが解放されてもそれを運用中の仮想マシンで使用することができないという問題があった。   Third, many operating systems do not support dynamic memory addition, so even if other virtual machines in the virtual machine environment are stopped and physical memory is released, it is used by the operating virtual machine There was a problem that could not be done.

本発明の目的は、OSの再起動なしに仮想マシンで使用できるメモリの拡大縮小を可能とすることである。   An object of the present invention is to enable expansion and contraction of memory that can be used in a virtual machine without restarting an OS.

上記課題を解決するため本発明は、物理マシン上に、仮想マシン環境と複数の仮想マシンを構築してなる仮想マシンシステムにおけるメモリ資源配置制御方法であって、前記仮想マシン環境上で動作する仮想マシンが使用可能なメモリ領域を、前記物理マシンが有する物理メモリに対応付け、前記仮想マシンによる使用メモリの量に応じて、前記メモリ領域の所定の領域を、前記複数の仮想マシンに対して割り当てと解放が可能な予約領域として配置することを特徴とすることを特徴とする。   In order to solve the above problems, the present invention provides a memory resource allocation control method in a virtual machine system in which a virtual machine environment and a plurality of virtual machines are constructed on a physical machine, the virtual machine environment operating in the virtual machine environment A memory area usable by a machine is associated with physical memory of the physical machine, and a predetermined area of the memory area is allocated to the plurality of virtual machines according to the amount of memory used by the virtual machine. It is characterized by being arranged as a reserved area that can be released.

すなわち、本発明は、仮想マシン上のメモリに予約領域を設け、この予約領域のメモリを他の仮想マシンで使えるようにし、その上で、この予約領域を拡大・縮小することにより、動的なメモリの増減と仮想マシン間での動的なメモリ資源の再配置を実現する。   That is, the present invention provides a reserved area in the memory on the virtual machine so that the memory in the reserved area can be used in other virtual machines, and then the reserved area is expanded / reduced to dynamically Increase and decrease memory and dynamic relocation of memory resources between virtual machines.

本発明によれば、以下に示すような効果を達成する。   According to the present invention, the following effects are achieved.

第1に、OSの再起動なしに仮想マシンで使用できるメモリの拡大縮小が可能となる。   First, it is possible to expand and contract the memory that can be used in the virtual machine without restarting the OS.

その理由は、OS上に予約領域を設け、その領域を拡大縮小することにより、OSが使用できる領域を実質的に拡大縮小できるためである。   The reason is that by providing a reserved area on the OS and enlarging / reducing the area, the area usable by the OS can be substantially enlarged / reduced.

第2に、OSの再起動なしに仮想マシンで使用していた物理メモリを他の仮想マシンで使用できる。   Second, the physical memory used in the virtual machine can be used in other virtual machines without restarting the OS.

その理由は、OS上に予約領域が仮想マシン環境の管理下で解放され、他の仮想マシンによって当該予約領域を使用できるように構成されているためである。   The reason is that the reserved area is released on the OS under the management of the virtual machine environment, and the reserved area can be used by another virtual machine.

(第1の実施の形態)
次に、本発明による第1の実施の形態の仮想マシンシステムについて図面を参照して詳細に説明する。
(First embodiment)
Next, the virtual machine system according to the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

(第1の実施の形態の構成)
図1は、本実施の形態の仮想マシンシステムの構成を示すブロック図である。
(Configuration of the first embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating a configuration of a virtual machine system according to the present embodiment.

図1を参照すると、本実施の形態の仮想マシンシステム100は、2つの仮想マシン110、120と、仮想マシン環境130と、仮想マシン環境130が動作する物理マシン140(物理メモリ141を含む)とを備える。   Referring to FIG. 1, a virtual machine system 100 according to the present embodiment includes two virtual machines 110 and 120, a virtual machine environment 130, and a physical machine 140 (including a physical memory 141) on which the virtual machine environment 130 operates. Is provided.

仮想マシン110は、メモリ管理サービス111と、オペレーティングシステム(以下、OSと称する)112とを含む。また仮想マシン120は、メモリ管理サービス121と、OS122とを含む。仮想マシン110と仮想マシン120は構成において同じであり、これらに含まれるメモリ管理サービス111および121、OS112および122についても同じ構成である。   The virtual machine 110 includes a memory management service 111 and an operating system (hereinafter referred to as OS) 112. The virtual machine 120 includes a memory management service 121 and an OS 122. The virtual machine 110 and the virtual machine 120 have the same configuration, and the memory management services 111 and 121 and the OSs 112 and 122 included therein also have the same configuration.

図2は、本実施の形態において、仮想マシン110と、OS112と、仮想マシン環境130の構成を詳細に示したブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing in detail the configuration of the virtual machine 110, the OS 112, and the virtual machine environment 130 in the present embodiment.

図2を参照すると、仮想マシン110のメモリ管理サービス111は、OSメモリ取得手段211と、メモリアドレス変換手段212と、仮想マシン環境通信手段213とを備える。   Referring to FIG. 2, the memory management service 111 of the virtual machine 110 includes an OS memory acquisition unit 211, a memory address conversion unit 212, and a virtual machine environment communication unit 213.

OS112は、メモリ管理手段221を備える。   The OS 112 includes a memory management unit 221.

仮想マシン環境130は、仮想マシンメモリ管理手段231と、メモリ管理サービス通信手段232と、物理メモリ管理手段233とを備える。   The virtual machine environment 130 includes virtual machine memory management means 231, memory management service communication means 232, and physical memory management means 233.

これらの手段は、それぞれ概略つぎのような機能を有する。   Each of these means generally has the following functions.

物理メモリ管理手段233は、物理マシン140の物理メモリ141を一定の均等な領域(以降、セグメントとする)に分割して管理する機能を有し、物理メモリ141を管理するためのテーブル領域2331を保有する。   The physical memory management unit 233 has a function of managing the physical memory 141 of the physical machine 140 by dividing the physical memory 141 into certain equal areas (hereinafter referred to as segments), and a table area 2331 for managing the physical memory 141. Possess.

仮想マシンメモリ管理手段231は、物理マシン140の物理メモリ141に対してメモリセグメントを要求し、取得したメモリセグメントを仮想マシン110のメモリ領域として提供して管理する機能を有し、仮想マシン110のメモリセグメントを物理マシン140のメモリセグメントへ変換する際に用いる、仮想マシン110のメモリセグメントと物理マシン140のメモリセグメントの対応関係を示す変換テーブル2311を保有する。   The virtual machine memory management unit 231 has a function of requesting a memory segment from the physical memory 141 of the physical machine 140 and providing and managing the acquired memory segment as a memory area of the virtual machine 110. A conversion table 2311 indicating the correspondence between the memory segment of the virtual machine 110 and the memory segment of the physical machine 140 used when converting the memory segment into the memory segment of the physical machine 140 is held.

メモリ管理サービス通信手段232は、OS112上のメモリ管理サービス111との通信を行い、メモリの確保または解放の要求を出し、仮想マシンメモリ管理手段231に対して、物理マシン140の物理メモリ141の確保または解放の要求を行う機能を有する。   The memory management service communication unit 232 communicates with the memory management service 111 on the OS 112, issues a memory allocation or release request, and allocates the physical memory 141 of the physical machine 140 to the virtual machine memory management unit 231. Or, it has a function of requesting release.

メモリ管理手段221は、通常のOSにおいて標準的に提供される手段であり、仮想マシン環境130によって提供された仮想マシン用のメモリを管理し、OS112上のメモリ管理サービス111を含むプロセスに対して、メモリ空間の割り当てを行うなどの管理を行う機能と、メモリ管理サービス111からメモリセグメントの要求を受け付け、仮想マシン用のメモリで使用可能なメモリセグメントを割り当ててメモリ管理サービス111に返す機能とを有する。   The memory management unit 221 is a unit that is provided as a standard in a normal OS, manages the memory for the virtual machine provided by the virtual machine environment 130, and for processes including the memory management service 111 on the OS 112. A function for performing management such as allocating memory space, and a function for receiving a memory segment request from the memory management service 111, allocating a memory segment that can be used in the memory for the virtual machine, and returning the memory segment to the memory management service 111. Have.

OSメモリ取得手段211は、OS112に対し、メモリ割り当ての要求および割り当てられたメモリの解放要求を行う機能と、割り当てられたメモリの領域は予約領域として管理する機能と、OS112に対してメモリ割り当てを要求する際は、予約領域に対してOS112や他のプロセスからは操作できないように指示し、かつ、必ずメモリにマッピングされるようにする、すなわち予約領域がハードディスク装置などの2次記憶装置に退避されないようにOS112に対して指示する機能とを有する。   The OS memory acquisition unit 211 has a function of requesting memory allocation to the OS 112 and a request for releasing the allocated memory, a function of managing the allocated memory area as a reserved area, and a memory allocation to the OS 112. When making a request, the reserved area is instructed not to be operated by the OS 112 or other processes, and must be mapped to the memory. That is, the reserved area is saved in a secondary storage device such as a hard disk device. And a function for instructing the OS 112 not to be executed.

メモリアドレス変換手段212は、予約領域のアドレスと、物理メモリのアドレスとを対応付ける機能を有する。   The memory address conversion unit 212 has a function of associating the reserved area address with the physical memory address.

仮想マシン環境通信手段213は、メモリ管理サービス通信手段232と通信を行う機能を有し、メモリ管理サービス通信手段232から、メモリの確保または解放の要求の通知を受ける。   The virtual machine environment communication unit 213 has a function of communicating with the memory management service communication unit 232, and receives a memory allocation / release request notification from the memory management service communication unit 232.

ここで、本実施の形態の仮想マシンシステムのハードウェア構成の説明をする。   Here, the hardware configuration of the virtual machine system of this embodiment will be described.

図3は、本実施の形態の仮想マシンシステムのハードウェア構成例を示すブロック図である。   FIG. 3 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the virtual machine system according to the present embodiment.

図3を参照すると、本実施の形態の仮想マシンシステム100は、一般的なコンピュータ装置と同様のハードウェア構成によって実現することができ、CPU(Central Processing Unit)301、RAM(Random Access Memory)等のメインメモリであり、データの作業領域やデータの一時退避領域に用いられる主記憶部302、ネットワーク400を介してデータの送受信を行う通信制御部303、周辺機器と接続してデータの送受信を行うインタフェース部304、ROM(Read Only Memory)、磁気ディスク、半導体メモリ等の不揮発性メモリから構成されるハードディスク装置である補助記憶部305、本情報処理装置の上記各構成要素を相互に接続するシステムバス306等を備えている。   Referring to FIG. 3, the virtual machine system 100 according to the present embodiment can be realized by a hardware configuration similar to a general computer device, and includes a CPU (Central Processing Unit) 301, a RAM (Random Access Memory), and the like. Main memory 302 used for a data work area and a temporary data save area, a communication control unit 303 that transmits and receives data via the network 400, and a peripheral device that transmits and receives data Interface unit 304, ROM (Read Only Memory), auxiliary storage unit 305, which is a hard disk device composed of a nonvolatile memory such as a magnetic disk and a semiconductor memory, and a system bus for interconnecting the above components of the information processing device 3 It is equipped with a 6, and the like.

本発明による仮想マシンシステム100は、その動作を、仮想マシンシステム100内部にそのような機能を実現するプログラムを組み込んだ、LSI(Large Scale Integration)等のハードウェア部品からなる回路部品を実装してハードウェア的に実現することは勿論として、上記した各構成要素の各機能を提供するプログラムを、コンピュータ処理装置上のCPU301で実行することにより、ソフトウェア的に実現することができる。   The virtual machine system 100 according to the present invention is implemented by mounting a circuit component made of a hardware component such as an LSI (Large Scale Integration) in which a program for realizing such a function is incorporated in the virtual machine system 100. As a matter of course, it can be realized by software by executing a program for providing each function of each component described above by the CPU 301 on the computer processing apparatus.

すなわち、CPU301は、補助記憶部305に格納されているプログラムを、主記憶部302にロードして実行し、仮想マシンシステム100の動作を制御することにより、上述した各機能をソフトウェア的に実現する。   That is, the CPU 301 loads the program stored in the auxiliary storage unit 305 to the main storage unit 302 and executes the program, thereby controlling the operation of the virtual machine system 100, thereby realizing each function described above in software. .

(第1の実施の形態の動作)
次に、図2および図4のメモリの状態図及び図5から図8のシーケンス図を参照して本実施の形態の仮想マシンシステムの動作について詳細に説明する。
(Operation of the first embodiment)
Next, the operation of the virtual machine system according to the present embodiment will be described in detail with reference to the memory state diagrams of FIGS. 2 and 4 and the sequence diagrams of FIGS. 5 to 8.

図4は、物理マシン140の物理メモリ141と仮想マシン110および仮想マシン120のメモリの割り当て関係を例として記述した図である。   FIG. 4 is a diagram describing, as an example, the allocation relationship between the physical memory 141 of the physical machine 140 and the memory of the virtual machine 110 and the virtual machine 120.

物理メモリ141は、PS0からPS3の4つのメモリセグメントに分割されて管理されているものとする。そして、仮想マシン110のメモリ113は、VS10からVS12の3つのメモリセグメントから成り、矢印のように物理メモリ141と対応付けられているものとする。すなわち、仮想マシン110のメモリセグメントVS10は、物理マシン140のメモリセグメントPS0に対応し、メモリセグメントVS11はメモリセグメントPS1に対応し、メモリセグメントVS12はメモリセグメントPS2に対応する、などである。   The physical memory 141 is assumed to be divided into four memory segments PS0 to PS3 and managed. The memory 113 of the virtual machine 110 is composed of three memory segments VS10 to VS12, and is associated with the physical memory 141 as indicated by arrows. That is, the memory segment VS10 of the virtual machine 110 corresponds to the memory segment PS0 of the physical machine 140, the memory segment VS11 corresponds to the memory segment PS1, the memory segment VS12 corresponds to the memory segment PS2, and so on.

ここで、図4の網掛け部分のメモリセグメントVS11、VS12は、メモリ管理サービス111によって確保された予約領域であり、OS112の起動直後は、仮想マシン110によって占有されるが、後述する動作によって占有が解放され、他の仮想マシンで割り当て可能となっているものとする。また、仮想マシン120のメモリ123は、PS1からPS3の3つのメモリセグメントから成り、VS21およびVS22が予約領域となっている。   Here, the memory segments VS11 and VS12 in the shaded portion of FIG. 4 are reserved areas secured by the memory management service 111, and are occupied by the virtual machine 110 immediately after the OS 112 is started, but are occupied by operations described later. Is released and can be assigned by another virtual machine. The memory 123 of the virtual machine 120 includes three memory segments PS1 to PS3, and VS21 and VS22 are reserved areas.

図5は、仮想マシン110の起動時の動作を説明するシーケンス図である。前提として、仮想マシン110および仮想マシン120は停止状態にあり、物理マシン140上の物理メモリ141はすべて未使用状態にあるとする。   FIG. 5 is a sequence diagram for explaining the operation at the time of starting the virtual machine 110. As a premise, it is assumed that the virtual machine 110 and the virtual machine 120 are in a stopped state, and all physical memories 141 on the physical machine 140 are in an unused state.

まず、仮想マシン環境130からOS112に対して起動要求を出す(ステップ4A)。その際、仮想マシン110のメモリセグメントVS10〜VS12に対して、仮想マシン環境130が物理メモリ141を割り当てる。ここでは例としてVS10にPS0、VS11にPS1、VS12にPS2が割り当てられたとする。   First, a startup request is issued from the virtual machine environment 130 to the OS 112 (step 4A). At this time, the virtual machine environment 130 allocates the physical memory 141 to the memory segments VS10 to VS12 of the virtual machine 110. In this example, it is assumed that PS0 is assigned to VS10, PS1 is assigned to VS11, and PS2 is assigned to VS12.

次に、OS112は、起動し、その延長でメモリ管理サービス111の起動要求を行う(ステップ4B)。   Next, the OS 112 is activated and makes a request for activation of the memory management service 111 with the extension (step 4B).

メモリ管理サービス111は、起動が完了すると、仮想マシン環境130に対して起動完了通知を行う(ステップ4C)。   When the startup is completed, the memory management service 111 notifies the virtual machine environment 130 of startup completion (step 4C).

仮想マシン環境130は、メモリ管理サービス111に対して予約領域の確保要求を行う(ステップ4D)。ここでは例として、2セグメント分の予約領域の確保を要求するものとする。   The virtual machine environment 130 makes a reservation area reservation request to the memory management service 111 (step 4D). Here, as an example, it is assumed that a reservation area for two segments is requested.

次に、メモリ管理サービス111は、OS112に対して2セグメント分のメモリ要求を行う(ステップ4E)。メモリ管理サービス111は、OS112に対してメモリ要求を行う際に、確保したメモリが、OS112や他のプロセスからは操作できないように指示し、かつ、必ず仮想マシン110上のメモリにマッピングされるようにする、すなわち予約領域が仮想マシン110上のハードディスク装置などの2次記憶装置に退避されないように、OS112に対して指示する。   Next, the memory management service 111 makes a memory request for two segments to the OS 112 (step 4E). When the memory management service 111 makes a memory request to the OS 112, the memory management service 111 instructs that the secured memory cannot be operated from the OS 112 or other processes, and is always mapped to the memory on the virtual machine 110. In other words, the OS 112 is instructed not to save the reserved area in a secondary storage device such as a hard disk device on the virtual machine 110.

OS112によって2セグメント分のメモリがメモリ管理サービス111に対して割り当てられ、割り当てられたメモリセグメントが返却される(ステップ4F)。ここでは例としてVS11、VS12が割り当てられたものとすれば、メモリ管理サービス111に対してVS11およびVS12が返却される。   The memory for two segments is allocated to the memory management service 111 by the OS 112, and the allocated memory segment is returned (step 4F). Here, as an example, if VS11 and VS12 are assigned, VS11 and VS12 are returned to the memory management service 111.

次に、メモリ管理サービス111は、予約領域として確保したメモリセグメントを仮想マシン環境130に対して通知する(ステップ4G)。ここではVS11およびVS12が通知される。   Next, the memory management service 111 notifies the virtual machine environment 130 of the memory segment secured as the reserved area (step 4G). Here, VS11 and VS12 are notified.

仮想マシン環境130は、通知されたメモリセグメントに対応する物理メモリを解放し、他の仮想マシンで割り当て可能な状態にする(ステップ4H)。ここではVS11およびVS12に対応するPS1およびPS2が解放される。   The virtual machine environment 130 releases the physical memory corresponding to the notified memory segment so that it can be allocated by another virtual machine (step 4H). Here, PS1 and PS2 corresponding to VS11 and VS12 are released.

図6は、仮想マシン110の停止時の動作を説明するシーケンス図である。前提として、仮想マシン110のメモリ113はVS10とVS11とVS12から構成され、そのうちVS10には物理マシン140のメモリセグメントのうちPS0が割り当てられ、VS11とVS12は予約領域になっているものとする。また、物理マシン130のメモリセグメントのうち、PS2とPS3は未使用状態(仮想マシンに割り当て可能な状態)であるものとする。   FIG. 6 is a sequence diagram illustrating an operation when the virtual machine 110 is stopped. As a premise, it is assumed that the memory 113 of the virtual machine 110 is composed of VS10, VS11, and VS12, and PS0 of the memory segment of the physical machine 140 is allocated to VS10, and VS11 and VS12 are reserved areas. Further, it is assumed that PS2 and PS3 in the memory segment of the physical machine 130 are in an unused state (a state that can be assigned to a virtual machine).

まず、仮想マシン環境130は、OS112に対して停止要求を行う(ステップ5A)。   First, the virtual machine environment 130 makes a stop request to the OS 112 (step 5A).

OS112は、停止処理の延長でメモリ管理サービス111に対して停止要求を行う(ステップ5B)。   The OS 112 makes a stop request to the memory management service 111 as an extension of the stop process (step 5B).

メモリ管理サービス111は、予約領域として解放したメモリセグメントVS11およびVS12に対する物理メモリ141の割り当てを、仮想マシン環境130に対して要求する(ステップ5C)。   The memory management service 111 requests the virtual machine environment 130 to allocate the physical memory 141 to the memory segments VS11 and VS12 released as reserved areas (step 5C).

仮想マシン環境130は、要求されたメモリセグメントに対して、未使用状態の物理メモリ141のメモリセグメントを割り当て、メモリ管理サービス111に通知する(ステップ5D)。ここではVS11とVS12にPS2とPS3を割り当てるものとする。   The virtual machine environment 130 allocates the memory segment of the unused physical memory 141 to the requested memory segment, and notifies the memory management service 111 (step 5D). Here, PS2 and PS3 are assigned to VS11 and VS12.

メモリ管理サービス111は、物理メモリ141が予約領域に割り当てられると、停止が可能となるので停止し、停止が完了したことをOS112に対して通知する(ステップ5E)。   When the physical memory 141 is allocated to the reserved area, the memory management service 111 stops because it can be stopped, and notifies the OS 112 that the stop has been completed (step 5E).

OS112は、メモリ管理サービス111の停止によって、停止が可能となるので、他の停止処理を行ってから停止し、停止が完了したことを仮想マシン環境130に対して通知する(ステップ5F)。   The OS 112 can be stopped by stopping the memory management service 111. Therefore, the OS 112 stops after performing other stop processing, and notifies the virtual machine environment 130 that the stop has been completed (step 5F).

仮想マシン環境130は、OS112が停止すると、仮想マシン110で確保されていたリソースの解放処理を行い、OS112に対して割り当てていた物理メモリ141のPS0,PS2,PS3を解放する(ステップ5G)。これで仮想マシン110の停止処理が終了する。   When the OS 112 is stopped, the virtual machine environment 130 performs a process of releasing resources secured in the virtual machine 110, and releases PS0, PS2, and PS3 of the physical memory 141 allocated to the OS 112 (Step 5G). Thus, the stop process of the virtual machine 110 is completed.

図7は、仮想マシン110のメモリ拡大時の動作を説明するシーケンス図である。予約領域により、OS112から使用できるメモリが制限されているが、この予約領域を縮小することによって、OS112が実質的に使用できるメモリが拡大することになる。前提として、仮想マシン110のメモリセグメントのうち、VS11とVS12が予約領域となっている。また、物理マシン140の物理メモリ141のメモリセグメントPS3は未使用状態であり、外部から仮想マシン環境130に対して、仮想マシン110のメモリの1セグメント分の拡大要求があったものとする。   FIG. 7 is a sequence diagram for explaining the operation of the virtual machine 110 when the memory is expanded. Although the memory that can be used from the OS 112 is limited by the reserved area, the memory that can be substantially used by the OS 112 is expanded by reducing the reserved area. As a premise, among the memory segments of the virtual machine 110, VS11 and VS12 are reserved areas. In addition, it is assumed that the memory segment PS3 of the physical memory 141 of the physical machine 140 is in an unused state, and there has been a request for expansion of one segment of the memory of the virtual machine 110 from the outside to the virtual machine environment 130.

まず、仮想マシン環境130により未使用状態の物理メモリ141が確保され、仮想マシン110の予約領域のメモリセグメントに割り当てられる(ステップ6A)。ここでは1セグメント分の物理メモリ141のメモリセグメントPS3が確保され、仮想マシン110の予約領域のメモリセグメントVS12に割り当てられたものとする。   First, the unused physical memory 141 is secured by the virtual machine environment 130 and allocated to the memory segment of the reserved area of the virtual machine 110 (step 6A). Here, it is assumed that the memory segment PS3 of the physical memory 141 for one segment is secured and allocated to the memory segment VS12 in the reserved area of the virtual machine 110.

そして、仮想マシン環境130は、確保した物理141のメモリセグメントに対応する予約領域のメモリセグメントの解放要求をメモリ管理サービス111に対して行う(ステップ6B)。ここでは、物理メモリ141のメモリセグメントPS3を割り当てた仮想マシン110のメモリセグメントVS12に対応する予約領域の解放要求を行う。   Then, the virtual machine environment 130 issues a request to release the memory segment in the reserved area corresponding to the secured physical 141 memory segment to the memory management service 111 (step 6B). Here, a request for releasing the reserved area corresponding to the memory segment VS12 of the virtual machine 110 to which the memory segment PS3 of the physical memory 141 is allocated is made.

メモリ管理サービス111は、要求されたメモリセグメントに対応する予約領域を解放してOS112に戻す(ステップ6C)。ここでは、VS12が、予約領域から解放されてOS112の管理下に置かれ、OS112上の他のプロセスやサービスで利用できるようになる。   The memory management service 111 releases the reserved area corresponding to the requested memory segment and returns it to the OS 112 (step 6C). Here, the VS 12 is released from the reserved area, placed under the management of the OS 112, and can be used by other processes and services on the OS 112.

図8は、仮想マシン110のメモリ縮小時の動作を説明するシーケンス図である。予約領域を拡大することにより、OS112が実質的に使用できるメモリをさらに制限する。前提として、仮想マシン110のメモリ113はVS10とVS11とVS12から構成され、VS11は予約領域となっており、VS10とVS12には物理マシン140の物理メモリ141のメモリセグメントPS0とPS3が割り当てられているものとする。また、外部から仮想マシン環境130に対して、メモリの1セグメント分の要求があり、仮想マシン110の予約領域を1セグメント分拡大することにより、外部から要求されたメモリを確保するものとする。   FIG. 8 is a sequence diagram for explaining the operation of the virtual machine 110 when the memory is reduced. By expanding the reserved area, the memory that the OS 112 can substantially use is further limited. As a premise, the memory 113 of the virtual machine 110 is composed of VS10, VS11, and VS12, VS11 is a reserved area, and memory segments PS0 and PS3 of the physical memory 141 of the physical machine 140 are allocated to VS10 and VS12. It shall be. Further, it is assumed that there is a request for one segment of memory from the outside to the virtual machine environment 130, and the memory requested from the outside is secured by expanding the reserved area of the virtual machine 110 by one segment.

まず、仮想マシン環境130は、メモリ管理サービス111に対し、予約領域の拡大要求を行う(ステップ7A)。ここでは1セグメント分の拡大要求を行うものとする。   First, the virtual machine environment 130 issues a reservation area expansion request to the memory management service 111 (step 7A). Here, an enlargement request for one segment is made.

メモリ管理サービス111は、OS112に対し、仮想マシン環境130から要求された分のメモリを要求する(ステップ7B)。メモリ管理サービス111は、OS112へのメモリ要求の際に、OS112や他のプロセスからは操作できないように指示し、かつ、必ず仮想マシン110上のメモリにマッピングされるようにする、すなわち予約領域が仮想マシン110上のハードディスク装置などの2次記憶装置に退避されないようにOS112に指示する。   The memory management service 111 requests the memory for the amount requested from the virtual machine environment 130 to the OS 112 (step 7B). The memory management service 111 instructs the OS 112 so that it cannot be operated from the OS 112 or other processes when making a memory request to the OS 112, and ensures that the memory management service 111 is mapped to the memory on the virtual machine 110. The OS 112 is instructed not to be saved in a secondary storage device such as a hard disk device on the virtual machine 110.

OS112によって、1セグメント分のメモリセグメントがメモリ管理サービス111に対して割り当てられ、割り当てられたメモリセグメントが返却される(ステップ7C)。ここでは例としてVS12が割り当てられたものとすれば、OS112からメモリ管理サービス111に対してVS12が返却される。   The OS 112 allocates a memory segment for one segment to the memory management service 111, and the allocated memory segment is returned (step 7C). Here, assuming that VS 12 is assigned as an example, VS 12 is returned from the OS 112 to the memory management service 111.

次に、メモリ管理サービス111は、予約領域として確保したメモリセグメントを仮想マシン環境130に通知する(ステップ7D)。ここではVS12が通知される。   Next, the memory management service 111 notifies the virtual machine environment 130 of the memory segment secured as the reserved area (step 7D). Here, VS12 is notified.

仮想マシン環境130は、通知されたメモリセグメントに対応する物理メモリ141を解放し、他の仮想マシンで割り当て可能な状態にする(ステップ7E)。ここではVS12に対応するPS3が解放される。   The virtual machine environment 130 releases the physical memory 141 corresponding to the notified memory segment so that it can be allocated by another virtual machine (step 7E). Here, PS3 corresponding to VS12 is released.

(第1の実施の形態の効果)
本実施の形態によれば、以下に示すような効果を達成する。
(Effects of the first embodiment)
According to the present embodiment, the following effects are achieved.

第1に、OS112の再起動なしに仮想マシン110で使用できるメモリの拡大縮小が可能となる。すなわち、OS112を再起動することなく、動的なメモリの拡大縮小を実現することができる。
First, the memory that can be used in the virtual machine 110 can be enlarged or reduced without restarting the OS 112. That is, dynamic memory expansion / reduction can be realized without restarting the OS 112.

その理由は、OS112上に予約領域を設け、その領域を拡大縮小することにより、OS112が使用できるメモリ領域を実質的に拡大縮小できるからである。   The reason is that by providing a reserved area on the OS 112 and enlarging / reducing the area, the memory area usable by the OS 112 can be substantially enlarged / reduced.

第2に、OS112の再起動なしに仮想マシン110で使用していた物理メモリを他の仮想マシンで使用できる。   Second, the physical memory used in the virtual machine 110 without restarting the OS 112 can be used in other virtual machines.

その理由は、OS112上に予約領域として確保した物理メモリを、OS112の管理外かつ仮想マシン環境130の管理下で解放し、他の仮想マシンで当該予約領域を使用できるように構成されているからである。   The reason is that the physical memory reserved as a reserved area on the OS 112 is released under the management of the OS 112 and under the management of the virtual machine environment 130, and the reserved area can be used by other virtual machines. It is.

以上好ましい実施の形態をあげて本発明を説明したが、本発明は必ずしも、上記実施の形態に限定されるものでなく、その技術的思想の範囲内において様々に変形して実施することができる。   Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments, the present invention is not necessarily limited to the above embodiments, and various modifications can be made within the scope of the technical idea. .

本発明は、仮想マシン環境において、動的なメモリの拡大縮小が不可能なOSを使用するときに、OSを再起動せずにOSが使用するメモリの拡大縮小するといった用途に適用できる。また、本発明は、仮想マシン環境において、多数の仮想マシンを運用するときに、各仮想マシンのメモリ負荷に応じて動的にメモリリソースの再割り当てを行うといった用途にも適用可能である。   The present invention can be applied to the use of expanding and reducing the memory used by the OS without restarting the OS when using an OS that cannot dynamically scale the memory in a virtual machine environment. The present invention can also be applied to applications such as dynamically reallocating memory resources according to the memory load of each virtual machine when operating a large number of virtual machines in a virtual machine environment.

本発明の第1の実施の形態による仮想マシンシステムの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the virtual machine system by the 1st Embodiment of this invention. 第1の実施の形態による仮想マシン110と、OS112と、仮想マシン環境130の構成を詳細に示したブロック図である。2 is a block diagram showing in detail the configuration of a virtual machine 110, an OS 112, and a virtual machine environment 130 according to the first embodiment. FIG. 第1の実施の形態の仮想マシンシステムのハードウェア構成例を示すブロック図である。2 is a block diagram illustrating a hardware configuration example of the virtual machine system according to the first embodiment. FIG. 第1の実施の形態による物理マシン140の物理メモリ141と仮想マシン110および仮想マシン120のメモリの割り当て関係を例として記述した図である。FIG. 3 is a diagram describing, as an example, an allocation relationship between a physical memory 141 of a physical machine 140 and a memory of a virtual machine 110 and a virtual machine 120 according to the first embodiment. 第1の実施の形態による仮想マシン110の起動時の動作を説明するシーケンス図である。It is a sequence diagram explaining operation | movement at the time of starting of the virtual machine 110 by 1st Embodiment. 第1の実施の形態による仮想マシン110の停止時の動作を説明するシーケンス図である。It is a sequence diagram explaining the operation | movement at the time of the stop of the virtual machine 110 by 1st Embodiment. 第1の実施の形態による仮想マシン110のメモリ拡大時の動作を説明するシーケンス図である。It is a sequence diagram explaining operation | movement at the time of memory expansion of the virtual machine 110 by 1st Embodiment. 第1の実施の形態による仮想マシン110のメモリ縮小時の動作を説明するシーケンス図である。FIG. 6 is a sequence diagram for explaining an operation when the memory of the virtual machine 110 is reduced according to the first embodiment. 従来の仮想マシンシステムを説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the conventional virtual machine system.

符号の説明Explanation of symbols

100:仮想マシンシステム
110、120:仮想マシン
111、121:メモリ管理サービス
211:OSメモリ取得手段
212:メモリアドレス変換手段
213:仮想マシン環境通信手段
112:122:オペレーティングシステム
221:メモリ管理手段
113、123:仮想マシンのメモリ
VS10〜VS12、VS20〜VS22:仮想マシンのメモリセグメント
130:仮想マシン環境
231:仮想マシンメモリ管理手段
2311:変換テーブル
232:メモリ管理サービス通信手段
233:物理メモリ管理手段
2331:テーブル領域
140:物理マシン
141:物理メモリ
PS0〜PS3:物理メモリのメモリセグメント
301:CPU
302:主記憶部
303:通信制御部
304:インタフェース部
305:補助記憶部
306:システムバス
400:ネットワーク
100: Virtual machine system 110, 120: Virtual machine 111, 121: Memory management service 211: OS memory acquisition means 212: Memory address conversion means 213: Virtual machine environment communication means 112: 122: Operating system 221: Memory management means 113, 123: Virtual machine memory VS10 to VS12, VS20 to VS22: Virtual machine memory segment 130: Virtual machine environment 231: Virtual machine memory management means 2311: Conversion table 232: Memory management service communication means 233: Physical memory management means 2331: Table area 140: Physical machine 141: Physical memory PS0 to PS3: Memory segment of physical memory 301: CPU
302: Main storage unit 303: Communication control unit 304: Interface unit 305: Auxiliary storage unit 306: System bus 400: Network

Claims (9)

物理マシン上に、仮想マシン環境と複数の仮想マシンを構築してなる仮想マシンシステムにおけるメモリ資源配置制御方法であって、
前記仮想マシン環境上で動作する仮想マシンが使用可能なメモリ領域を、前記物理マシンが有する物理メモリに対応付け、
前記仮想マシンによる使用メモリの量に応じて、前記メモリ領域の所定の領域を、前記複数の仮想マシンに対して割り当てと解放が可能な予約領域として配置することを特徴とすることを特徴とするメモリ資源配置制御方法。
A memory resource allocation control method in a virtual machine system configured by building a virtual machine environment and a plurality of virtual machines on a physical machine,
Associating a memory area that can be used by a virtual machine operating on the virtual machine environment with physical memory of the physical machine,
In accordance with the amount of memory used by the virtual machine, a predetermined area of the memory area is arranged as a reserved area that can be allocated to and released from the plurality of virtual machines. Memory resource allocation control method.
前記予約領域を、前記物理メモリのメモリ単位に対応させて複数のメモリ単位に分割し、
前記複数の仮想マシン毎に、1又は複数の前記メモリ単位で前記予約領域の割り当て又は解放を行うことを特徴とする請求項1に記載のメモリ資源配置制御方法。
The reserved area is divided into a plurality of memory units corresponding to the memory units of the physical memory,
2. The memory resource allocation control method according to claim 1, wherein the reserved area is allocated or released for each of the plurality of virtual machines in one or a plurality of the memory units.
前記仮想マシンからの要求メモリ量に基づいて、1又は複数の前記メモリ単位で前記予約領域を割り当て又は開放することにより、前記仮想マシンが使用可能な前記メモリ領域の解放するメモリ領域を動的に増減することを特徴とする請求項2に記載のメモリ資源配置制御方法。 Based on the amount of memory requested from the virtual machine, by allocating or releasing the reserved area in one or a plurality of the memory units, the memory area that can be used by the virtual machine is dynamically released. 3. The memory resource allocation control method according to claim 2, wherein the memory resource allocation control method increases or decreases. 物理マシン上に、仮想マシン環境と複数の仮想マシンを構築してなる仮想マシンシステムにおいて、
前記仮想マシン環境上で動作する仮想マシンが使用可能なメモリ領域を、前記物理マシンが有する物理メモリに対応付け、
前記仮想マシンによる使用メモリの量に応じて、前記メモリ領域の所定の領域を、前記複数の仮想マシンに対して割り当てと解放が可能な予約領域として配置することを特徴とすることを特徴とする仮想マシンシステム。
In a virtual machine system configured by building a virtual machine environment and multiple virtual machines on a physical machine,
Associating a memory area that can be used by a virtual machine operating on the virtual machine environment with physical memory of the physical machine,
In accordance with the amount of memory used by the virtual machine, a predetermined area of the memory area is arranged as a reserved area that can be allocated to and released from the plurality of virtual machines. Virtual machine system.
前記予約領域を、前記物理メモリのメモリ単位に対応させて複数のメモリ単位に分割し、
前記複数の仮想マシン毎に、1又は複数の前記メモリ単位で前記予約領域の割り当て又は解放を行うことを特徴とする請求項4に記載の仮想マシンシステム。
The reserved area is divided into a plurality of memory units corresponding to the memory units of the physical memory,
5. The virtual machine system according to claim 4, wherein the reserved area is allocated or released in units of one or a plurality of the memory units for each of the plurality of virtual machines.
前記仮想マシンからの要求メモリ量に基づいて、1又は複数の前記メモリ単位で前記予約領域を割り当て又は開放することにより、前記仮想マシンが使用可能な前記メモリ領域の解放するメモリ領域を動的に増減することを特徴とする請求項5に記載の仮想マシンシステム。 Based on the amount of memory requested from the virtual machine, by allocating or releasing the reserved area in one or a plurality of the memory units, the memory area that can be used by the virtual machine is dynamically released. The virtual machine system according to claim 5, wherein the number is increased or decreased. 物理マシン上に、仮想マシン環境と複数の仮想マシンを構築してなる仮想マシンシステム上で実行されるプログラムであって、
前記仮想マシン環境上で動作する仮想マシンが使用可能なメモリ領域を、前記物理マシンが有する物理メモリに対応付け、
前記仮想マシンによる使用メモリの量に応じて、前記メモリ領域の所定の領域を、前記複数の仮想マシンに対して割り当てと解放が可能な予約領域として配置することを特徴とすることを特徴とするプログラム。
A program executed on a virtual machine system configured by building a virtual machine environment and a plurality of virtual machines on a physical machine,
Associating a memory area that can be used by a virtual machine operating on the virtual machine environment with physical memory of the physical machine,
In accordance with the amount of memory used by the virtual machine, a predetermined area of the memory area is arranged as a reserved area that can be allocated to and released from the plurality of virtual machines. program.
前記予約領域を、前記物理メモリのメモリ単位に対応させて複数のメモリ単位に分割し、
前記複数の仮想マシン毎に、1又は複数の前記メモリ単位で前記予約領域の割り当て又は解放を行うことを特徴とする請求項7に記載のプログラム。
The reserved area is divided into a plurality of memory units corresponding to the memory units of the physical memory,
8. The program according to claim 7, wherein the reserved area is allocated or released for each of the plurality of virtual machines in one or a plurality of the memory units.
前記仮想マシンからの要求メモリ量に基づいて、1又は複数の前記メモリ単位で前記予約領域を割り当て又は開放することにより、前記仮想マシンが使用可能な前記メモリ領域の解放するメモリ領域を動的に増減することを特徴とする請求項8に記載のプログラム。 Based on the amount of memory requested from the virtual machine, by allocating or releasing the reserved area in one or a plurality of the memory units, the memory area that can be used by the virtual machine is dynamically released. The program according to claim 8, wherein the program increases or decreases.
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