网络空间安全研究院夏文教授团队硕士曾培鑫于2026年7月13日至15日赴美国西雅图参加第20届USENIX操作系统设计与实现研讨会（20th USENIX Symposium on Operating Systems Design and Implementation，OSDI 2026），并围绕团队在虚拟化内存管理方面的最新研究成果作口头报告。
OSDI是计算机系统领域最具影响力的国际学术会议之一，汇聚了来自全球高校、科研机构和产业界的研究人员，重点交流操作系统、分布式系统、云计算、虚拟化、存储系统、网络系统及机器学习系统等方向的前沿成果。本届会议设置主题报告、技术分会、海报交流等环节，集中展示系统软件设计、实现与实践方面的最新进展。
团队研究成果《Compaction-Free Memory Defragmentation for Virtualization via Infinite Guest Physical Address Space》被OSDI 2026录用，并在“Virtualization and Live Migration”专题环节进行展示。该论文聚焦虚拟化环境中的内存碎片问题。大页能够有效降低TLB Miss和多级页表遍历开销，但其分配依赖连续的客户机物理地址空间；虚拟机长期运行后，频繁的内存分配与释放会形成碎片，传统内存整理需要迁移页面、更新页表并触发TLB刷新，不仅消耗CPU和内存带宽，还会给前台应用带来显著的吞吐下降与延迟抖动。
针对这一问题，论文提出无内存规整的虚拟化内存去碎片方案InfiniDefrag。其核心思路是利用客户机物理地址（GPA）与主机物理地址（HPA）之间可灵活调整的映射关系，将GPA空间视为近乎无限、可持续扩展的地址空间：系统回收原有GPA空间中的空闲碎片页，并将其对应的主机物理页面重新映射到新扩展的连续GPA区域，从而以地址空间扩展和映射调整替代传统页面迁移。围绕这一思路，InfiniDefrag设计了负责碎片页回收与GPA扩展的Infinite Address Manager、负责维护GPA-HPA映射并约束虚拟机物理内存用量的Host Memory Guard，以及面向多线程和多虚拟机场景的Scalability Optimizer，在保持虚拟机内存配额不变的同时，提高大页供给能力和系统扩展性。
实验结果表明，在严重内存碎片环境下，InfiniDefrag的性能接近无碎片的理想状态。在YCSB-Redis工作负载中，相比LLFREE、Linux THP和Linux 4 KB页面，InfiniDefrag将吞吐量提升21%至105%；其连续内存生成速度约为传统内存规整的19倍，并在Redis、Graph500、PageRank、XSBench和SPECjbb等多种内存密集型应用以及多线程、多虚拟机场景中展现出良好的性能与扩展性。
会议期间，曾培鑫认真听取了操作系统、虚拟化与云计算、内存管理、存储系统和人工智能基础设施等方向的技术报告，并与来自国内外高校、科研机构及企业的专家学者围绕虚拟化内存碎片、大页管理和系统性能优化等问题进行了交流。现场讨论也进一步启发了团队对扩展GPA空间元数据管理以及主机侧不同页面配置适配等问题的思考。
通过参加本次会议，团队及时了解了国际计算机系统领域的最新研究进展，并向国际同行展示了团队在内存管理和操作系统优化方面的研究成果。未来，团队将继续面向云计算与数据中心系统中的关键性能问题开展深入研究，持续加强高水平国际学术交流，推动相关成果在真实系统和应用场景中落地。
曾培鑫作论文报告
（审核 夏文）
