Live Virtual Machine Migration for In-memory DBs

2021 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20K11742
• Research Institution: Tokyo University of Agriculture and Technology
• Principal Investigator: 山田 浩史 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (00571572)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 仮想マシン移送

Outline of Annual Research Achievements

本応募課題では，インメモリ DB が稼動している仮想マシン (VM) を移送する方式について研究する．従来，独立性の高かったインメモリ DB レイヤと VM モニタレイヤのメ モリ管理を互いに協調させることによって総移送時間を達成する.結果として，VM 再配置によるメリットである負荷分散や消費電力削減といった恩恵をインメモリ DB が稼働する VM にもたらす.実ソフトウェアに対する提案方式の有効性を示すために，Linux および QEMU，memcached といった広く利用 されているソフトウェアに提案方式を組み込む.

今年度は前年度に作成したプロトタイプの洗練を行った．人工的なワークロードを一通り用意して，その挙動の詳細な把握および不具合のあぶり出しを実施した．また，実践的なワークロードを稼働させその有効性の検証を始めた．提案方式は　Linux,KVM および Memcached 上に実装を進めている．提案方式は， VMM から OS，インメモリデータベースとそのソースコードが他レイヤにまたぐため，挙動の解析および不具体の修正に時間を要する．そのため，シンプルなワークロードを用意して挙動の詳細把握および不具合の修正を徹底的に行なった．読み込みオンリーなリクエストから始まり，書き込みの割合を増やしていき，その挙動を把握した．具体的には，GETオンリーなリクエストから始まり，そこからSETの割合を増やしていき，最終的にはSETオンリーなリクエストへと進めた．挙動を把握しただけでなく，多くの不具合(バグ)を除去することに成功した．また，実データセンターのリクエストを模した YCSB をセットアップし，実際にプロトタイプに適用し，現在はその挙動を詳細に把握しているところである．

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

計画書に記載した通りの進捗で研究が進んでいるため．

Strategy for Future Research Activity

今後も計画書通りに研究を進めていく．最終年度となる今年度は，プロトタイプの有効性検証に費やす．具体的には，実践的なワークロードを稼働させてプロトタイプが既存の仕組みに比べて移送時間を短縮できるか，できない場合はどのようなケースか，資源使用量はどの程度増えるのか，など詳細な挙動解析を通して，移送機構のトレードオフを明らかにする．