基于VMware vSphere的虚拟化平台，内存分配是如何实现的？

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twt企业IT社区 2017-05-31

来自社区活动：基于VMware vSphere的虚拟化平台答疑专场

aerolite （VMware 系统工程师）答：

内存管理：

透明页共享（Transparent Page Sharing）：

当多个虚拟机在一个主机上运行时，可能有些内存页是一样的，比如一样的Guest OS。hypervisor通过周期性的扫描内存页生成hash值在内存hash总表中查找，一旦hash匹配就会进行完整比较，确认内存页完全一样后hypervisor会删除冗余内存页以指针代之，类似于存储中的重复数据删除功能。当某虚拟机对共享内存页试图写时，hypervisor会复制一个这个虚拟机的专有页来修改，保证共享页不被破坏。这种内存回收的速度取决于扫描的速度，在ESX（i）的高级设置中可以设置扫描速度和时间间隔。所以最好将相同或者相近的OS部署在一台host上面，以便更好的使用TPS节省内存。

气球膨胀（Ballooning）：

由于hypervisor无法得知虚拟机中哪些内存是空闲的，因此依靠VMware Tools在Guest OS中的气球驱动（balloon driver）来回收内存。当需要从该虚拟机回收内存时，气球膨胀从Guest OS中请求内存，分配给气球驱动的内存可被hypervisor安全的回收，Guest OS自行决定将哪些内存swapping交换到硬盘上以保证分配给气球驱动内存。显然需要安装VMware Tools才能实现气球回收内存，通过这种方式回收内存较慢，依赖于Guest OS内存分配的速度。

内存交换（Hypervisor Swapping）：

当虚拟机启动时就会创建一个内存swap文件，文件大小为最大内存交换量（虚拟机配置内存-内存预留）。当上面两种回收方式不能满足需求时，hypervisor会进行swapping将虚拟机的物理内存交换到硬盘上。hypervisor并不知道将哪些内存交换好，Guest OS也不知道哪些内存被交换了，这将极大的影响虚拟机的性能，当出现这种情况时说明需要加内存了。

内存压缩（Memory Compression）：

这是4.1版本的新功能，对内存的交换的优化。如果swapping的内存页是可压缩的，则将其压缩后存储在压缩缓存区中，这样再次访问这个被swapping的内存时仅需要解压缩，而不是从硬盘读取，这将快的多。不能压缩或压缩缓冲区满则会与硬盘进行真正的swapping。在ESX（i）的高级设置中可以设置压缩缓存的大小等。

以上内存管理都是当内存不足的时候才会产生的行为。

当内存够的时候只会有Transparent Page Sharing默认开启，其它功能都不会参与。

另外，如果在内存不足的情况下，可以给特定的VM分配特定的内存大小，就可以在VM上分配好预留内存.reservation

一般国内用户很少会使内存占满，拿一个三台ESXI CLUSTER来说，假如三台ESXI内存总量300G，那么比较合理的VM内存使用量小于200G，因为要保证一台ESXI可以进入硬件维护。

内存比较便宜，所以服务器加内存是最容易的扩容之一。

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