[發(fā)明專利]一種基于版本控制的在線快照管理方法和系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2016-08-30
• 公開（公告）號: CN106445732B
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄒雅毅;張盼
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)附屬中學(xué);華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F11/14
• 分類號: G06F11/14
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心42201
• 代理人: 李智

1.一種基于版本控制的在線快照管理方法，其特征在于，包含以下步驟：

(1)增量快照儲存管理：

(11)監(jiān)控虛擬機的運行狀態(tài)，當(dāng)被監(jiān)控虛擬機發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用或進程切換時，將進程名稱、事件原因和事件時間信息存放到固定物理內(nèi)存區(qū)間中，再通過超級調(diào)用通知虛擬機管理器進行增量快照處理；

(12)虛擬機管理器將控制權(quán)移交給被監(jiān)控虛擬機對應(yīng)的存儲例程，存儲例程讀取虛擬機管理器保存的被監(jiān)控虛擬機擴展頁表指針，遍歷其指向的頁表，找出新增臟頁，然后根據(jù)新增臟頁的物理頁幀生成對應(yīng)的宿主機虛地址頁幀；

(13)從固定物理內(nèi)存區(qū)間中讀取進程名稱、事件原因和事件時間作為當(dāng)前提交增量快照的初始元數(shù)據(jù)，通過對應(yīng)新增臟頁的宿主機虛地址頁幀，復(fù)制對應(yīng)新增臟頁并存入數(shù)據(jù)庫中，生成增量快照，最后根據(jù)數(shù)據(jù)庫容量設(shè)置閾值，存儲的增量快照容量超出閾值后自動對最早期時間段內(nèi)的增量快照進行合并操作，并將合并后增量快照作為對應(yīng)被監(jiān)控虛擬機的基快照；

(2)請求快照生成分析：

(21)根據(jù)請求應(yīng)用的快照生成請求讀取物理內(nèi)存，若發(fā)現(xiàn)內(nèi)存中有對應(yīng)快照則對快照信息進行機器語言到應(yīng)用語言的翻譯，并將翻譯結(jié)果提交給請求應(yīng)用，結(jié)束流程；否則為每個請求應(yīng)用生成一個前端請求例程；

(22)前端請求例程將快照請求的時間信息和地址范圍信息放入一個環(huán)形消息隊列中，并設(shè)定一個時間閾值；當(dāng)環(huán)形隊列滿或者超時時，通過超級調(diào)用通知虛擬機管理器進行快照生成；

(23)虛擬機管理器為環(huán)形隊列中的每個快照生成請求初始化一個后端請求例程，后端請求例程首先對相應(yīng)的快照生成請求按照虛擬機編號A、時間B、地址范圍C到D和進程E進行格式化處理；

(24)獲取快照生成請求的格式化信息，當(dāng)前被監(jiān)控虛擬機A的基快照為F時刻的全系統(tǒng)快照，分析數(shù)據(jù)庫中F時刻到B時刻虛擬機A所有增量快照的元數(shù)據(jù)，提取出該時間段內(nèi)新增臟頁的物理頁幀，找出最接近B時刻的新增臟頁對應(yīng)的增量快照，對數(shù)據(jù)庫中基快照進行修改更新，生成虛擬機A在B時刻的全系統(tǒng)快照K，再截取地址范圍C到D的E進程快照內(nèi)容生成快照存儲到物理內(nèi)存中。

2.一種基于版本控制的在線快照管理系統(tǒng)，其特征在于，包含以下模塊：

內(nèi)核事件通知驅(qū)動模塊，用于監(jiān)控虛擬機的運行狀態(tài)，當(dāng)被監(jiān)控虛擬機發(fā)生系統(tǒng)調(diào)用或進程切換時，將進程名稱、事件原因和事件時間信息存放到固定物理內(nèi)存區(qū)間中，再通過超級調(diào)用通知虛擬機管理器進行增量快照處理；

快照庫增量處理模塊，用于將控制權(quán)移交給被監(jiān)控虛擬機對應(yīng)的存儲例程，存儲例程讀取虛擬機管理器保存的被監(jiān)控虛擬機擴展頁表指針，遍歷其指向的頁表，找出新增臟頁，然后根據(jù)新增臟頁的物理頁幀生成對應(yīng)的宿主機虛地址頁幀；

快照版本控制庫模塊，用于從固定物理內(nèi)存區(qū)間中讀取進程名稱、事件原因和事件時間作為當(dāng)前提交增量快照的初始元數(shù)據(jù)，通過對應(yīng)新增臟頁的宿主機虛地址頁幀，復(fù)制對應(yīng)新增臟頁并存入數(shù)據(jù)庫中，生成增量快照，最后根據(jù)數(shù)據(jù)庫容量設(shè)置閾值，存儲的增量快照容量超出閾值后自動對最早期時間段內(nèi)的增量快照進行合并操作，并將合并后增量快照作為對應(yīng)被監(jiān)控虛擬機的基快照；

快照信息翻譯庫模塊，用于根據(jù)請求應(yīng)用的快照生成請求讀取物理內(nèi)存，內(nèi)存中有快照則對快照信息進行機器語言到應(yīng)用語言的翻譯，并將翻譯結(jié)果提交給請求應(yīng)用，結(jié)束流程；內(nèi)存中沒有快照則為每個請求應(yīng)用生成一個前端請求例程；

快照請求管理模塊，用于控制前端請求例程將快照請求的時間信息和地址范圍信息放入一個環(huán)形消息隊列中，并設(shè)定一個時間閾值；當(dāng)環(huán)形隊列滿或者超時時，通過超級調(diào)用通知虛擬機管理器進行快照生成；

快照請求格式化模塊，用于為環(huán)形隊列中的每個快照生成請求初始化一個后端請求例程，后端請求例程首先對相應(yīng)的快照生成請求按照虛擬機編號A、時間B、地址范圍C到D和進程E進行格式化處理；

請求快照生成模塊，用于獲取快照生成請求的格式化信息，當(dāng)前被監(jiān)控虛擬機A的基快照為F時刻的全系統(tǒng)快照，分析數(shù)據(jù)庫中F時刻到B時刻虛擬機A所有增量快照的元數(shù)據(jù)，提取出該時間段內(nèi)新增臟頁的物理頁幀，找出最接近B時刻的新增臟頁對應(yīng)的增量快照，對數(shù)據(jù)庫中基快照進行修改更新，生成虛擬機A在B時刻的全系統(tǒng)快照K，再截取地址范圍C到D的E進程快照內(nèi)容生成快照存儲到物理內(nèi)存中。