[發明專利]虛擬機運行狀態下基于qcow2格式的快照實現方法

在審

• 申請號: 201811049225.0
• 申請日: 2018-09-10
• 公開（公告）號: CN109101323A
• 公開（公告）日: 2018-12-28
• 發明（設計）人: 許靖
• 申請（專利權）人: 南京銥迅信息技術股份有限公司
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: 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: 李玉平

本發明公開了一種虛擬機運行狀態下基于qcow2格式的快照實現方法，虛擬機在運行狀態時，基于qcow2格式進行快照操作，包括創建快照，恢復快照和刪除快照。對比Qemu原生的快照管理方式，本方法采用內存信息單獨保存，磁盤快照中不保存內存信息。對于Qemu原生的快照管理操作，快照不再占用qcow2文件本身的大小，同時在操作速度上也有很大提升。

技術領域

本發明涉及一種虛擬機運行狀態下，基于qcow2格式的鏡像文件，增量快照的實現方法。該方法可以不受鏡像文件本身大小的限制，并且在創建和恢復快照的時間上都有很大提升。

背景技術

隨著云計算的發展，互聯網的功能越來越強大，用戶可以通過云計算在互聯網上處理龐大的數據和獲取所需的信息。云計算產業發展、行業推廣、應用基礎、安全管理等重要環節的宏觀政策環境已經基本形成。

在Linux全虛擬化解決方案中，KVM負責提供CPU虛擬化和內存虛擬化，但是KVM對于一些計算機硬件設備還是無法進行完美的虛擬(如：網卡/磁盤/IO設備等)。于是就引入了QEMU，QEMU負責提供硬件設備的虛擬化，以此彌補來自KVM的缺陷。同時，為了提高QEMU虛擬出來的虛擬硬件設備性能，于是產生了pass through半虛擬化設備virtio_blk/virtio_net。而qemu-kvm就是將兩者整合到了一起的媒介，KVM+QEMU才能實現真正意義上虛擬化。

這種架構在云計算中應用非常廣泛，比如：OpenStack是一個由NASA(美國國家航空航天局)和Rackspace合作研發并發起的云計算管理平臺項目。OpenStack原生使用KVM虛擬化技術，以KVM作為最底層的Hypervisor，KVM用于虛擬化CPU和內存，但KVM缺少對網卡/磁盤/顯卡等周邊I/O設備的虛擬化能力，所以需要qemu-kvm的支持，它構建于KVM內核模塊之上為KVM虛擬機提供完整的硬件設備虛擬化能力。除了OpenStack之外，很多國內的云計算管理平臺也是基于KVM+Qemu的整體虛擬化解決方案來實現的。

qcow2鏡像格式是QEMU模擬器支持的一種磁盤鏡像。它也是可以用一個文件的形式來表示一塊固定大小的塊設備磁盤。與普通的raw格式的鏡像相比，有以下特性：

·更小的空間占用，即使文件系統不支持空洞(holes)；

·支持寫時拷貝(COW,copy-on-write)，鏡像文件只反映底層磁盤的變化；

·支持快照(snapshot)，鏡像文件能夠包含多個快照的歷史；

·可選擇基于zlib的壓縮方式；

·可以選擇AES加密。

對于虛擬機來說，快照是一種非常重要的備份方式。然而經過測試，qemu原生的快照功能存在很多缺陷，比如：快照大小會占用qcow2文件的大小；隨著快照數量的增加，創建需要花費的時間會指數增加；隨著快照數量的增加，恢復快照的時間會指數增加等問題。

因此需要一種快照大小并不占用qcow2文件大小，并且創建和恢復的時間都很快的實現方法。以保證快照功能的正常使用，為虛擬機中的數據保護起到重要作用。

發明內容

發明目的：本發明所要解決的技術問題是基于qcow2格式的文件，在創建快照時，不受限于qcow2文件的大小限制，并且優化了創建和恢復的時間。

在Linux全虛擬化解決方案中，KVM+QEMU是一種常用的架構，而qcow2格式的文件又是QEMU中一種重要的磁盤鏡像，因其具備寫時copy，快照，加密等特性，被廣泛應用于虛擬機的鏡像文件。

快照是虛擬機管理的一個重要功能，特別是在虛擬機開機狀態下，進行快照操作。