[發明專利]一種災難風險模型下提高虛擬機快速遷移可靠性的方法

有效

• 申請號: 202010166287.0
• 申請日: 2020-03-11
• 公開（公告）號: CN111381934B
• 公開（公告）日: 2023-07-21
• 發明（設計）人: 鮑寧海;李國平;楊天蕾;岳渤涵
• 申請（專利權）人: 重慶郵電大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 重慶市恒信知識產權代理有限公司 50102
• 代理人: 陳棟梁

本發明請求保護一種災難風險模型下提高虛擬機快速遷移可靠性的方法，屬于云計算技術領域。針對風險虛擬機在線遷移過程中可能因遷移通路中斷導致遷移失敗的問題，提出基于物理鏈路可靠性的虛擬機遷移通路及帶寬配置方法。本發明采用后復制遷移技術，通過設置初始遷移帶寬控制虛擬機的最大遷移完成時間，通過為低可靠性遷移通路配置輔助通路最小化虛擬機遷移中斷率，通過優先升級低可靠性遷移通路帶寬提高低可靠性鏈路的資源利用率，從而減少低可靠性鏈路中斷時受影響遷移任務的數量。

技術領域

本發明屬于云計算技術領域，具體涉及一種災難風險模型下提高虛擬機快速遷移可靠性的方法。

背景技術

網絡虛擬化技術的出現解決了傳統互聯網結構的僵化與低效。通過對網絡資源的抽象、匯聚和分配，不同的虛擬網絡可以共存于同一底層物理網絡，且相互之間工作獨立，互不影響。虛擬網的每個虛擬節點以虛擬機的形式分別映射于不同的物理節點上，而虛擬機之間的連通與協同則通過映射于節點間物理鏈路上的虛擬鏈路來實現。隨著虛擬網應用的大量普及和飛速增長，任何網絡組件的失效都可能造成大量虛擬網業務的中斷和數據的丟失，因此，虛擬網的生存性問題受到了業界的廣泛關注。

虛擬網的生存性可分為虛擬網架構的抗毀和虛擬網業務的抗毀。前者主要采用虛擬節點和虛擬鏈路的重構和重映射來實現，而后者往往通過虛擬機的在線遷移來完成。特別是在大規模災難風險模型下，風險區域內的物理網絡組件將以一定的概率損毀，尤其是具有較長跨度的物理鏈路相較于物理節點更容易損毀，這對虛擬機在線遷移的可靠性造成了巨大的挑戰。

虛擬機的在線遷移技術主要包括預復制遷移和后復制遷移兩類。預復制遷移先將虛擬機的磁盤和內存數據，以及不斷產生的內存臟碼(發生變化的內存數據)，通過迭代的方式復制到目標節點，最后再發送CPU狀態數據并啟動目標虛擬機。而后復制遷移是先將CPU狀態數據發送至目標節點并啟動目標虛擬機，再將內存數據和磁盤數據主動推送到目標節點。顯然，預復制遷移在遷移中斷時，原虛擬機仍能維持在線業務，但需要傳輸的數據量大，遷移時間長。而后復制遷移需要傳輸的數據量小，遷移時間短，但在遷移中斷時無法維持在線業務。

目前，針對虛擬機遷移問題的研究主要集中在系統維護、負載均衡、網絡節能等方面，而對大規模災難風險下的虛擬機緊急遷移問題研究較少。因此，針對風險虛擬機快速在線遷移過程中可能因遷移通路中斷導致遷移失敗的問題，本發明采用后復制遷移技術，設計并提出一種提高虛擬機快速遷移可靠性的方法。

發明內容

本發明旨在解決現有技術中的問題。提出了一種災難風險模型下提高虛擬機快速遷移可靠性的方法。本發明的技術方案如下：

一種災難風險模型下提高虛擬機快速遷移可靠性的方法，其包括以下步驟：

101、將所有風險虛擬機{m_i}放入集合Z，初始化系統時間t_c＝0，每個風險虛擬機m_i的遷移完成數據量遷移結束時刻

102、為集合Z中每個虛擬機m_i分配遷移通路及初始遷移帶寬，并為其中的低可靠性遷移通路配置輔助遷移通路及輔助遷移帶寬，將相關通路及帶寬分配成功的m_i移入集合M；

103、如果集合對M中的每個m_i，升級遷移帶寬且優先升級低可靠性遷移帶寬至可用帶寬上限，執行后復制遷移，過程包括在m_i宕機期間傳遞CPU狀態，宕機結束后傳遞內存和磁盤數據，其中，在m_i的宕機結束時刻更新其遷移完成時刻跳轉到步驟104，否則，算法結束；

104、在期間，如果有低可靠性物理鏈路損毀，標記物理鏈路損毀時刻t_p，令t_c＝t_p，跳轉到步驟105，否則，跳轉到步驟106；