[發(fā)明專利]基于DAG的自適應(yīng)完成XIA網(wǎng)絡(luò)中虛擬機(jī)在線遷移的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410390080.6
• 申請(qǐng)日: 2014-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN104184803B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張大陸;周德江;金翔;王建鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號(hào): H04L29/08
• 分類號(hào): H04L29/08;H04L12/46
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 趙繼明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種云計(jì)算技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)，尤其是涉及一種基于DAG的自適應(yīng)完成XIA網(wǎng)絡(luò)中虛擬機(jī)在線遷移的方法。

背景技術(shù)

因?yàn)樵破脚_(tái)的差異性，為了維持統(tǒng)一的管理，虛擬化技術(shù)是必要的。而且虛擬化也有利于維持用戶和應(yīng)用的多樣性，因此虛擬機(jī)在很長(zhǎng)的一段時(shí)間內(nèi)必將存在。那么虛擬機(jī)遷移在未來網(wǎng)絡(luò)中也必須得到很好的支持。

在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于局域網(wǎng)中虛擬機(jī)在線遷移的研究已經(jīng)被很好的實(shí)現(xiàn)，典型的如KVM；對(duì)于廣域網(wǎng)中虛擬機(jī)在線遷移的研究雖然已經(jīng)提出了不少解決方案，但是大多不是很理想。然而，對(duì)于未來網(wǎng)絡(luò)中虛擬機(jī)在線遷移的研究目前還是很不成熟，雖然有些未來網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)中提到了對(duì)于移動(dòng)性的支持，但是針對(duì)于虛擬機(jī)在線遷移的研究還是很缺乏。

美國(guó)的卡內(nèi)基梅隆大學(xué)等高校正在研究的XIA(eXpressive Internet Architecture)是針對(duì)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)中新功能部署以及地址耗盡等問題提出的下一代網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)。采用新的地址形式有效地解決了在已有網(wǎng)絡(luò)中添加新的網(wǎng)絡(luò)功能的問題。就目前來講，XIA網(wǎng)絡(luò)可以很好的支持網(wǎng)絡(luò)的靈活性，網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性以及網(wǎng)絡(luò)的多樣性，目前已經(jīng)成為美國(guó)NSF的FIA-NP(未來網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)——下一階段)的三個(gè)項(xiàng)目之一。

XIA網(wǎng)絡(luò)也必須解決虛擬機(jī)在線遷移的問題。XIA網(wǎng)絡(luò)不使用IP地址，而是采用有向無循環(huán)圖(DAG)的方式來標(biāo)識(shí)目的地。目的地可以是一臺(tái)主機(jī)，也可以是一個(gè)服務(wù)，甚至可以是一個(gè)數(shù)據(jù)塊等。靈活的地址格式使得XIA下的網(wǎng)絡(luò)尋址變得十分靈活。在DAG中可以使用一條fallback來表示一條備選路徑。這樣在第一條首選路徑失效之后還可以使用備選路徑進(jìn)行通信，利用這個(gè)特點(diǎn)可以設(shè)計(jì)出一種方案保證虛擬機(jī)遷移在切換地址時(shí)可以保證通信的不中斷。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種基于DAG的自適應(yīng)，能夠?qū)崿F(xiàn)未來網(wǎng)絡(luò)XIA中任意拓?fù)淝闆r下的虛擬機(jī)在線遷移的方法。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)：

一種基于DAG的自適應(yīng)完成XIA網(wǎng)絡(luò)中虛擬機(jī)在線遷移的方法，該方法通過對(duì)DAG形式地址格式進(jìn)行修改，進(jìn)而完成虛擬機(jī)跨AD遷移時(shí)通信的恢復(fù)，根據(jù)DAG修改的發(fā)生時(shí)間，所述方法具體分為在遷移開始時(shí)修改虛擬機(jī)的DAG和在遷移結(jié)束之后修改虛擬機(jī)的DAG兩種模式。

所述在遷移開始時(shí)修改虛擬機(jī)的DAG的模式具體包括以下步驟：

101)在源宿主主機(jī)中，解析目的宿主主機(jī)的DAG，得到目的宿主主機(jī)的AD，并將其發(fā)送給虛擬機(jī)，虛擬機(jī)收到AD之后，根據(jù)自己的DAG，構(gòu)建一個(gè)帶fallback路徑的DAG，所述DAG將S2中從目的地址解析出來的AD作為一個(gè)備選路徑，保證虛擬機(jī)在遷移之后可以使用新的AD進(jìn)行通信，同時(shí)，虛擬機(jī)將該帶fallback路徑的DAG通知所有與自己通信的客戶主機(jī)；

102)在源宿主主機(jī)中，通過QEMU-KVM的exec遷移方式將虛擬機(jī)遷移的數(shù)據(jù)發(fā)送到目的宿主主機(jī)上，而目的宿主主機(jī)上的QEMU-KVM讀取遷移數(shù)據(jù)，加載并恢復(fù)虛擬機(jī)的運(yùn)行；

103)虛擬機(jī)遷移到目的宿主主機(jī)后，將帶fallback路徑的DAG更新成新的DAG，同時(shí)通知所有的客戶主機(jī)使用新的DAG作為虛擬機(jī)的目的地址；

所述步驟101)中的帶fallback路徑的DAG包含從目的宿主主機(jī)的DAG中解析出來的AD，所述步驟103)中的新的DAG僅包含從目的宿主主機(jī)的DAG中解析出來的AD信息。

所述步驟101)具體包括步驟：

1011)源宿主主機(jī)向名字服務(wù)器請(qǐng)求目的宿主主機(jī)的DAG，并解析出目的dst_AD，將dst_AD封裝成一個(gè)消息數(shù)據(jù)包發(fā)送給虛擬機(jī)的一個(gè)守護(hù)進(jìn)程，所述dst_AD為解析目的宿主主機(jī)的DAG得到的AD；

1012)虛擬機(jī)的一個(gè)守護(hù)進(jìn)程changDAG接收到源宿主主機(jī)發(fā)送過來的dst_AD之后調(diào)用連接功能，其中連接的目的地址是一個(gè)廣播地址；

1013)當(dāng)XIA協(xié)議棧的傳輸層接收到需要進(jìn)行連接的消息時(shí)，檢查目的地址是否為廣播地址，如果是廣播地址，則調(diào)用地址更新模塊，所述地址更新模塊嵌于XIA協(xié)議棧的傳輸層中；

1014)地址更新模塊根據(jù)自己的DAG和收到的目的宿主主機(jī)的dst_AD，構(gòu)建一個(gè)帶有fallback路徑的DAG，所述地址更新模塊會(huì)遍歷虛擬機(jī)中維護(hù)的所有連接，更新每一個(gè)連接的虛擬機(jī)的DAG，同時(shí)，所述地址更新模塊獲取每一個(gè)連接的客戶端DAG，并向得到的客戶主機(jī)發(fā)送用于更新虛擬機(jī)DAG的數(shù)據(jù)包；