[發明專利]虛擬機熱遷移過程中的數據流自適應調整系統及調整方法

有效

• 申請號: 201710259731.1
• 申請日: 2017-04-19
• 公開（公告）號: CN106961487B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 錢柱中
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;G06F9/455
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 鄭晶;許丹丹

本發明公開了一種虛擬機遷移過程中的數據流自適應系統及相應的調整方法，針對現有技術中“停機?重啟”中因忽略了對后續到達原物理機的數據包的處理所帶來的數據包丟失的問題，包括虛擬機停機時重定向數據包的發送端、虛擬機重啟后重發數據包的接收端以及數據包在發送端和接收端之間的轉移機制。本發明方法通過這三部分的有序結合，可以使得虛擬機在新的物理機上重啟后仍然能夠處理到達原來物理機的數據包，從而實現在整個遷移過程中到達虛擬機的數據包幾乎無損失的效果，為上層的各種虛擬機方案設計提供了一個基礎。

技術領域

本發明涉及云環境的部署領域，具體涉及一種虛擬機遷移過程中的數據流自適應調整系統及相應的調整方法，屬于對遷移機制的修改。

背景技術

近年云計算、云部署在技術上不斷取得進展，在此基礎上衍生出各類云平臺的應用和研究。虛擬化技術是云平臺的基礎技術，長期發展下已經有不少成熟的虛擬機產品。除了盡可能提高物理機的資源利用率，盡可能開發虛擬機帶來的擴展性和部署的靈活性也日漸成為研究重點。

大部分虛擬機遷移實施方案在“停機-重啟”這個環節中忽略了對后續到達原物理機的數據包的處理，造成在網絡環境中不得不通過網絡協議的重傳機制找回丟失的數據內容。然而在有些場景中，數據包無法重傳或者重傳的代價很大，導致數據包很容易丟失。

發明內容

發明目的：為了解決虛擬機在遷移時會產生較多丟包的問題，本發明提供了一種虛擬機遷移過程中的數據流自適應調整系統以及相應的數據流自適應調整方法，能夠使得虛擬機在遷移過程幾乎不丟失數據包。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明中虛擬機遷移過程中的數據流自適應調整系統，包括：

重定向數據包的發送端，位于虛擬機遷移前的宿主機，用于在虛擬機停機時重定向后續到達虛擬機的數據包，進而將收到的數據包轉發到重發數據包的接收端；

重發數據包的接收端，位于虛擬機遷移后的宿主機，一方面用于緩存虛擬機停機階段從發送端發來的數據包，另一方面用于緩存遷移結束交換機改變數據流向后遠程主機發給虛擬機的數據包，并將緩存的數據包按順序發送給宿主機上新啟動的虛擬機。

其中，所述發送端重定向后續到達虛擬機的數據包包括對遠程主機發送給虛擬機的數據包進行攔截、改寫數據包的地址信息、拆分數據包。

本發明中的虛擬機遷移過程中的數據流自適應調整方法，基于XEN虛擬機平臺的熱遷移機制，將虛擬機遷移前的宿主機作為重定向數據包的發送端，將虛擬機遷移后的宿主機作為虛擬機重啟后重發數據包的接收端，包括以下步驟：

(1)在遷移開始階段，發送端模擬出第一虛擬網卡，并通過廣播數據包向網絡環境內其他機器通知該網卡的位置及物理地址；接收端模擬出第二虛擬網卡，并通過廣播數據包向網絡環境內其他機器通知該網卡的位置及物理地址；所述第一虛擬網卡、第二虛擬網卡的物理地址均不同與網絡環境內其他機器的物理地址；

(2)發送端攔截遠程主機發送給虛擬機的數據包，并對數據包進行重定向處理后發送給接收端，發送端重復這樣的收包-發包動作直至接收到接收端發送來的通知數據包，向接收端發送回應數據包；

(3)接收端接收發送端發送的重定向數據包并進行緩存，重復這樣的收包-緩存包動作，在遷移過程結束后，接收端向發送端發送通知數據包，待接收到發送端發來的回應數據包后結束收包-緩存包動作；

遷移過程結束后，接收端接收從遠程主機直接發送的數據包并進行緩存；

(4)接收端收到回應數據包后發送ARP數據包測試虛擬機是否可以響應外界請求，若是，則按順序向虛擬機發送緩存的數據包；否則，繼續發送ARP數據包直到虛擬機可以響應外界請求為止。