[發明專利]將機器轉換為虛擬機

有效

• 申請號: 201110430731.6
• 申請日: 2007-03-08
• 公開（公告）號: CN102541658A
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: M·L·麥克爾;W·L·沙伊德爾;B·A·萊斯;K·梅拉;V·拉曼;N·V·納拉弗
• 申請（專利權）人: 微軟公司
• 主分類號: G06F9/50
• 分類號: G06F9/50;G06F9/455
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 楊潔

本申請是申請日為2008年11月10日，申請號為200780016962.4(國際申請號為PCT/US2007/006021)，名為“將機器轉換為虛擬機”申請的分案申請。

背景

背景和相關技術

存在多種在計算機化環境中分發不同類型的資源(軟件、硬件、或其組合)的方式。例如，從軟件的觀點來看，企業可以在多個不同的計算機上安裝操作系統(或應用程序)的多個副本，并由此在多個系統之中分發一個副本。共享硬件的常規方式包括在網絡上建立計算機系統以使得多個不同的計算機系統能夠出于各種存儲或文件共享需求而訪問另一個計算機的驅動器空間。

然而，近來硬件能力(即，現有存儲、存儲器和處理能力)的發展意味著僅僅提供傳統的存儲和/或網絡通信量管理功能往往未充分利用給定的物理機器。如此，現在從軟件和硬件組合的觀點來看，分發資源的另外的方法包括在單個物理機器上安裝多個虛擬計算機系統。通常，虛擬機可以用在主機存儲的指定部分上的特定操作系統的唯一實例，并用所分配的主存儲器和處理能力部分來安裝。

因為這些和其它特征，虛擬機可以很容易地區別于其它虛擬機，且甚至區別于它們被安裝在其上的主服務器。對網絡上的其它用戶來說，虛擬機僅僅作為諸如網絡上的任何其它物理計算機系統等獨立可尋址的計算機系統出現。隨后可以將虛擬機用于各種目的，如用作網絡上的另一服務器(例如，電子郵件或數據庫服務器)，出于軟件或硬件測試目的而用作瘦客戶機的主計算機系統等。

除該功能之外，虛擬機還可以提供額外的好處——其能夠相當容易且在某些情況下相當迅速地被安裝和設置以及移除。例如，特定主計算機系統的管理員可以接收對虛擬機的請求，在該主計算機上手動地分配適當的資源，并隨后安裝所請求的虛擬機。在不再需要虛擬機時，管理員可以手動地選擇關閉或甚至刪除在主服務器處的虛擬機的一個或多個命令。由此，一個組織可能期望通過使一個或幾個主服務器大略地主存幾百個虛擬機來減少其物理機器(服務器，個人計算機等)的數量。可以理解，這種合并可以提供多個優點，尤其是如果該組織可以減少各種資源消耗和機器管理成本，包括電力節約、溫度/冷卻節約、空間節約和由于減少的物理機器使用而可獲得的其它節約。

不幸的是，通過將所選數量的現有物理計算機系統轉換為虛擬機來合并物理機器不是件簡單的事。具體地，僅僅將物理驅動器的內容復制到主服務器的分區上通常不足以創建可使用的虛擬機。例如，在物理機器正在運行時執行物理機器的驅動器的基本復制可能造成文件狀態的不一致性(即，數據不是“應用程序一致的”)。如此，正在訪問物理機器上的數據的應用程序在稍后該數據被移動到虛擬機時，可能不能夠使用該數據的副本。另外，僅僅將這樣一個副本傳輸到主服務器可能導致系統注冊表中的其它不一致性、或與各盤和網絡驅動程序的不一致性、操作系統二進制代碼的不一致性等。雖然存在一些用于規避這些困難的機制，但用于做到這些的傳統機制通常涉及顯著的停機時間和資源花費(從人力和軟件兩種觀點來看)。

例如，一種轉換物理機器的方法涉及在虛擬機主機處從無到有地創建虛擬機。具體地，管理員可以簡單地將物理機器上的所有應用程序安裝在新虛擬機中，將文件系統和應用程序數據轉移到該虛擬機，并隨后從無到有地和/或通過應用程序還原操作在虛擬機上重建任何其它工作負荷。當然，該方法從各種觀點來看都是不合需要的，并可造成對組織的資源的浪費，尤其是試圖將數百臺物理機器轉換成虛擬機時。

用于轉換物理機器的另一方法涉及使用相當復雜的基礎結構組件，如自動化部署服務(“ADS”)和/或預安裝可執行環境(“PXE”)等來創建物理機器組件的可傳輸副本。通常，使用這一類型的基礎結構的機制包括關閉物理機器，并用例如PXE來重新引導該物理機器。這允許管理員不用加載固有操作系統而啟動物理機器，并且因此在復制過程期間禁止寫文件。

在復制物理驅動器內容之后，管理員隨后可以將該內容傳輸到虛擬機主機。對于數十億字節的數據，僅此即可花費一個或多個小時。在傳輸該數據后，管理員然后需要對所轉移的數據執行多個相當復雜的改變來使所復制的內容可作為虛擬機來引導。至少部分地由于與使正被轉換的物理機器離線并使數據可引導相關聯的停機時間，在簡單地從無到有地將物理機器重建為虛擬機太過困難時，通常使用該方法。

因此，存在可被解決的與將物理機器轉換為虛擬機相關聯的眾多問題。

簡要概述