Phantasy：虚拟化容错的低延迟异步预取技术

Phantasy: 低延迟虚拟化容错通过异步预取 随着越来越多的关键任务应用程序选择在虚拟机上运行，而非直接在物理机上部署，虚拟化系统的容错能力变得至关重要。然而，当前基于硬件的容错解决方案需要对硬件进行大规模改造，这在实际应用中并不现实。另一方面，虽然软件解决方案避免了硬件改动，但它们往往伴随着显著的延迟增加，这种延迟往往超出了可接受的范围。 为了解决这个问题，研究者们识别出了两个主要瓶颈：一是跟踪虚拟机（VM）中的脏页（即被修改的数据页）的开销，二是检查点过程中长序列依赖导致的延迟。为了解决这两个问题，他们提出了一种新的机制，即异步预取脏页，这种方法可以在不中断主要VM执行的情况下缩短顺序依赖时间。 Phantasy是为此目的设计的一个系统，它利用商品处理器上的页面修改日志（PML）技术来减少脏页跟踪的开销。PML允许系统更高效地记录和管理被修改的页面。此外，Phantasy借助远程直接内存访问（RDMA）技术，通过异步预取脏页来进一步优化性能。RDMA允许数据直接在内存之间传输，无需经过操作系统内核，从而降低了延迟。 通过对25种实际应用的评估，Phantasy展示了其优于最新虚拟化容错系统的性能。它平均能减少38%的性能开销，同时将延迟降低85%，这对于需要低延迟和高可靠性的应用来说，是一个巨大的改进。 总结来说，Phantasy是一个创新的低延迟虚拟化容错解决方案，它通过异步预取技术和PML及RDMA的结合，有效地解决了传统软件和硬件容错方案的局限性。这个系统旨在提供一种更加实用且高效的容错策略，尤其适用于对延迟敏感的关键业务应用。在未来，Phantasy可能成为虚拟化环境中的标准组件，为云计算和数据中心提供更为稳健的服务。