Επέκταση συστήματος μοιραζόμενης κρυφής μνήμης επιπέδου μπλοκ για την αποδοτική μετακίνηση εικονικών μηχανών - Σουλελές, Βασίλειος (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών. Τομέας Τεχνολογίας Πληροφορικής και Υπολογιστών, 2015)
Τα υπολογιστικά νέφη έχουν καθιερωθεί σήμερα ως η καινοτόμα τεχνολογία ικανή να αλλάξει το τοπίο της πληροφορικής και των επικοινωνιών, προσφέροντας κατά παραγγελία κλιμακώσιμες υπηρεσίες υψηλής πιστότητας και διαθεσιμότητας. Η ανάγκη για υψηλές επιδόσεις σε αυτά τα συστήματα είναι το κίνητρο για την σταθερή πρόοδο και βελτίωση των παρεχόμενων υπηρεσιών. Τα σύγχρονα περιβάλλοντα υπολογιστικού νέφους τείνουν να χρησιμοποιούν ένα κεντρικό μοντέλο αποθηκευτικού χώρου, συνήθως προσβάσιμο μέσω ενός ξεχωριστού δικτύου υπολογιστών. Συνεπώς το μονοπάτι των δεδομένων ανάμεσα στις εικονικές μηχανές και στους δίσκους τους εμφανίζει σημαντικές καθυστερήσεις, οι οποίες εισάγουν περιορισμούς στην συνολική απόδοση του συστήματος. Για να αντιμετωπίσουν αυτό το πρόβλημα, οι διαχειριστές ενός υπολογιστικού νέφους συχνά επιλέγουν να χρησιμοποιήσουν σκληρούς δίσκους μνήμης Flash στους κόμβους που φιλοξενουν εικονικές μηχανές και να τους χρησιμοποιήσουν ως κρυφές-μνήμες επιπέδου μπλοκ για τα δεδομένα που έρχονται από και πηγαίνουν προς τους δίκτυο αποθηκευτικού χώρου. Το κέρδος σε απόδοση είναι σπουδαίο για τις τυπικές λειτουργίες μιας εικονικής μηχανής επιπέδου μπλοκ, αλλά το σενάριο της “ζωντανής” μετακίνησης μιας εικονικής μηχανής αποδεικνύεται προβληματικό όταν χρησιμοποιείται η κρυφή μνήμη επιπέδου μπλοκ. Για να αντιμετωπίσουμε αυτό το ζήτημα, σχεδιάσαμε, υλοποιήσαμε, και επεκτείναμε ένα υπάρχον σύστημα κρυφής μνήμης επιπέδου μπλοκ ώστε να του επιτρέψουμε να λειτουργήσει πάνω απο μοιραζόμενους δίσκους. Με αυτόν τον τρόπο οι εικονικές μηχανές μπορούν να μετακινούνται μεταξύ φυσικών κόμβων, ενώ ταυτόχρονα κάνουν αιτήσεις για λειτουργίες εισόδου-εξόδου επιπέδου μπλοκ προς τους δίσκους τους. Για να πετύχουμε αυτό το αποτέλεσμα, εισάγαμε ένα νέο τρόπο λειτουργίας που ονομάζεται “Frozen Metadata”. Η έρευνα μας υπαγορεύει πως αυτός ο τρόπος λειτουργίας πρέπει να χρησιμοποιείται κατά την διάρκεια μιας ζωντανής μετακίνησης μιας εικονικής μηχανής, προκειμένου να αποφευθχεί η καταστροφή και απώλεια δεδομένων. Χρησιμοποιώντας συμβατικά εργαλεία δείξαμε πως είναι δυνατό μια εικονική μηχανή να μετακινηθεί από έναν φυσικό κόμβο σε έναν άλλον, ενώ συνεχίζει να λειτουργεί και κάποια απο τα αιτήματα της εξυπηρετούνται απο την κρυφή μνήμη επιπέδου μπλοκ. Συνεπώς, τα αποτελέσματα της δουλειάς μας είναι πως πλέον τα οφέλη ύπαρξης μιας κρυφής μνήμης συνοδεύουν μια εικονική μηχανή από την στιγμή δημιουργίας της, μέχρι και την καταστροφή της.