[發明專利]不間斷運行的虛擬機遷移方法及裝置

有效

• 申請號: 201110110228.2
• 申請日: 2011-04-29
• 公開（公告）號: CN102137167A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 吳慶波;戴華東;顏躍進;王靜;李志偉;劉曉建;易曉東;董攀
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L29/06;G06F9/455
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所 43008
• 代理人: 周長清;譚武藝

技術領域

本發明涉及計算機的虛擬化技術領域，特指一種可保證不間斷運行的虛擬機動態遷移方法及裝置。

背景技術

隨著計算機硬件、網絡和體系結構的飛速發展，虛擬化技術已經滲透到各個領域，并呈現出新的發展趨勢，從服務器虛擬化到存儲虛擬化，甚至是應用虛擬化，虛擬化技術已經成為新的研究熱點。與此同時，虛擬化技術在管理、應用和安全等方面也面臨新的挑戰。虛擬化技術在為我們節省了能耗的同時，也帶來了一個主要的問題——單點設備故障，而虛擬機動態遷移是解決虛擬機設備單點設備故障問題的有效方案。這種方案為每個計算機節點(物理服務器)上創建多個虛擬機，當某個單點計算機節點出現故障或者用戶啟動遷移命令時，則該計算機節點上的部分或全部虛擬機需要選擇相應的目標節點進行動態遷移，從而遷移到備用節點或者資源開銷最少的正常節點上。

如圖1所示，傳統的遷移節點M1和目標節點M2之間必須共享一個分布式文件系統，例如采用NFS(網絡文件系統)，遷移節點M1和目標節點M2都可以直接訪問NFS。虛擬機在遷移節點M1和目標節點M2之間進行動態遷移時，很多設備返回至虛擬機的返回狀態被滯留在遷移節點M1的特權域中，因為虛擬機已經進行遷移到目標節點M2，這些返回狀態不能按原路返回給虛擬機。尤其是當遷移節點M1的虛擬機被凍結時，虛擬機的設備驅動和設備之間通信渠道被掛起，用戶對I/O等設備進行存取或其他的操作請求時，這些操作請求大部分被滯留在遷移節點M1的特權域中或者丟失。正因為如此，在虛擬機動態遷移過程中，虛擬機系統均有一個宕機時間，會造成虛擬機對外服務與設備訪問的短暫中斷，由此會造成虛擬機丟失一些操作請求以及返回狀態，降低了虛擬機的可用性和虛擬機的持續可訪問能力。在刀片服務器、數據中心等虛擬環境下，許多對高可用和服務不間斷運行能力要求極高的關鍵服務器應用中，這種情況無疑將無法滿足需求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種遷移快速可靠、適用范圍廣、可用性高、容錯能力強、通用性好的不間斷運行的虛擬機遷移方法及裝置。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：

一種不間斷運行的虛擬機遷移方法，其實施步驟如下：

1)將遷移節點和目標節點通過網絡相連；

2)緩存遷移節點中虛擬機對設備的操作請求及設備返回至虛擬機的返回狀態，凍結遷移節點的虛擬機；

3)將遷移節點的虛擬機復制到目標節點，喚醒目標節點的新虛擬機；

4)遷移節點將其緩存的操作請求及返回狀態通過網絡發送給目標節點；目標節點將收到的操作請求以及新虛擬機的操作請求向設備進行發布、將收到的返回狀態以及從設備得到的返回狀態發送給目標節點的新虛擬機。

作為本發明不間斷運行的虛擬機遷移方法的進一步改進：

所述步驟4)中遷移節點將其緩存的操作請求及返回狀態通過網絡發送給目標節點后對目標節點的設備類型進行判斷，如果目標節點的設備并非與遷移節點共享的設備時，則對目標節點的設備與遷移節點的設備是否相同進行判斷，如果設備相同，則將目標節點與遷移節點之間的設備進行狀態同步；如果設備不相同，則目標節點通過網絡遠程訪問遷移節點的設備。

所述設備進行狀態同步時，所述遷移節點等待并緩存所有已發布操作請求的返回狀態，所述目標節點暫停向設備發送操作請求并緩存所有操作請求，當遷移節點緩存完成所有已發布操作請求的返回狀態后，遷移節點將設備狀態信息發送給目標節點，目標節點根據收到的設備狀態信息對設備進行狀態更新并恢復向設備發送操作請求。

所述步驟4)中目標節點在收到操作請求后立即生成一個具有存在期限的操作副本，聽述目標節點在向設備發布任意操作請求前預先查找所有的操作副本，如果待執行操作請求不存在匹配的操作副本則向設備發布該操作請求，如果待執行操作請求存在匹配的操作副本則舍棄該操作請求。

所述生成操作副本時一并根據操作請求的基本信息生成特征值，所述查找所有操作副本時，首先根據待執行操作請求的基本信息生成特征值，然后將所有操作副本的特征值逐個和待執行操作請求的特征值進行比較，如果不存在相同特征值則判定待執行操作請求不存在匹配的操作副本；如果存在相同特征值則再根據操作請求的基本信息進行進一步查找匹配，如果最終找到匹配的操作副本則判定待執行操作請求存在匹配的操作副本，如果最終未找到匹配的操作副本則判定待執行操作請求不存在匹配的操作副本。