Balloning

Ballooning in einer Virtuellen Maschine

Ballooning ist eine Technik der Ressourcenverwaltung in Virtualisierungsumgebungen, die dazu dient, den Arbeitsspeicher effizient zu nutzen und die Leistung von virtuellen Maschinen zu optimieren. Dabei kommt der "Balloon-Treiber" innerhalb der virtuellen Maschine zum Einsatz.

Beispiel

Angenommen, wir haben eine virtuelle Maschine (VM) mit insgesamt 8 GB zugewiesenem Arbeitsspeicher. Zu Beginn nutzen die laufenden Prozesse innerhalb der VM 5 GB des Arbeitsspeichers.

Schritt 1: Anfangszustand

Gesamter zugewiesener Speicher: 8 GB Genutzter Speicher durch laufende Prozesse: 5 GB Verbleibender ungenutzter Speicher: 3 GB

Schritt 2: Balloon-Treiber aktiviert

Der Balloon-Treiber wird aktiviert, da der Host-Betriebssystem oder andere virtuelle Maschinen zusätzlichen Speicher benötigen. Der Balloon-Treiber fordert 4 GB zusätzlichen Speicher an.

Schritt 3: Freigabe des Speichers

Der Balloon-Treiber "bläht auf" und fordert 4 GB zusätzlichen Speicher an. Dieser Speicher wird aus dem bisher von den laufenden Prozessen genutzten Speicher beansprucht.

Genutzter Speicher durch laufende Prozesse: 5 GB - 4 GB (Balloon) = 1 GB Balloon-Treiber beansprucht: 4 GB Verbleibender freier Speicher: 3 GB - 4 GB (Balloon) = -1 GB (Hier beginnt das Swappen.)

Schritt 4: Prozesse swapen

Da der Balloon-Treiber mehr Speicher beansprucht hat, als die laufenden Prozesse tatsächlich benötigen, müssen die Prozesse 1 GB in den Auslagerungsspeicher (Swap) verschieben, um Platz für den beanspruchten Speicher zu schaffen.

Schritt 5: Verfügbarer Speicher in der VM

Nachdem der Balloon-Treiber aufgeblasen ist und die Prozesse 1 GB in den Swap verschoben haben, bleibt kein genutzter Speicher mehr übrig. Der beanspruchte Speicher wird vorerst reserviert.

Schritt 6: Rückgabe des überbuchten Speichers an den Hypervisor

Die 1 GB wird nun an den Hypervisor zurück gegeben.

Schritt 7: Rückgabe des beanspruchten Speichers

Der beanspruchte Speicher (4 GB) bleibt bestehen, bis der Balloon-Treiber "deflated", das heißt den beanspruchten Speicher freigibt. Dies geschieht, wenn der Speicherbedarf in der virtuellen Maschine steigt und der beanspruchte Speicher nicht mehr benötigt wird. Der beanspruchte Speicher wird dabei direkt dem Host-Betriebssystem zur Verfügung gestellt.

Fazit

Ballooning ist eine wichtige Technik zur effizienten Ressourcennutzung in Virtualisierungsumgebungen. Der Balloon-Treiber ermöglicht die dynamische Anpassung des Speichers und die bessere Verteilung von Ressourcen zwischen virtuellen Maschinen und dem Host-Betriebssystem, um die Gesamtleistung zu verbessern.

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