[發明專利]一種面向飛騰平臺的微虛擬機在線遷移方法及系統

在審

• 申請號: 202011496285.4
• 申請日: 2020-12-17
• 公開（公告）號: CN112527461A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 張建鋒;譚郁松;李寶;王曉川;周龍;黃辰林;任怡;丁滟;譚霜;蹇松雷
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G06F9/455
• 分類號: G06F9/455
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發明公開了一種面向飛騰平臺的微虛擬機在線遷移方法及系統，本發明包括在目標物理節點node_des上初始化目標微虛擬機vm_des；在源物理節點node_src上保存源微虛擬機vm_src中的應用程序狀態；將源物理節點node_src中保存源微虛擬機vm_src中的應用程序狀態得到的指定目錄下的進程狀態文件同步傳輸至目標物理節點node_des上對應的指定目錄下；在目標微虛擬機vm_des中預留進程狀態文件中記錄的應用程序原始進程號；在目標微虛擬機vm_des中恢復應用程序狀態。本發明能夠實現微虛擬機在線遷移功能，極大地提高了微虛擬機的使用場景，可降低網絡傳輸開銷，提高微虛擬機在線遷移效率。

技術領域

本發明涉及計算機領域內云計算環境下微虛擬機的在線遷移技術，具體涉及一種面向飛騰平臺的微虛擬機在線遷移方法及系統。

背景技術

隨著云計算技術的日益發展成熟，云計算技術及其平臺已在多個領域得到了廣泛的運行，已成為數據中心進行資源管理的核心手段。云計算技術通過將數據中心基礎設施資源的虛擬化，比如CPU虛擬化、內存虛擬化、網絡虛擬化、存儲虛擬化、加速部件虛擬化等，形成統一的虛擬化資源池，為用戶提供按期、可靠、彈性的資源服務器。總的來說通過數據中心虛擬化可以為IT部門實現下列優勢奠定基礎：①降低總體擁有成本（TCO）：數據中心虛擬化可以幫助IT部門提高設備利用率和能源利用的有效性，提升運營效率，以及降低投資開支。②提高永續性：數據中心虛擬化所提供的抽象能力有助于在不中斷正常業務的情況下進行預先安排的停機維護，以及更加迅速地從意外斷網事故中恢復。③提高靈活性：因為IT部門不會受到服務和物理硬件之間預定關系的限制，所以一個協調一致的虛擬化基礎設施可以迅速地滿足新的應用和服務需求。

目前KVM、Xen和Docker作為最常用的虛擬化技術，具有各自的優缺點和應用領域。KVM和Xen等作為內核虛擬化技術的代表，其優點在于單個物理機可運行不同的操作系統，安全隔離性強，缺點是虛擬化開銷大、靈活性較差。Docker作為輕量級虛擬化技術，其優點在于不需要指令模擬或轉換、虛擬化開銷小、支持應用的快速部署等，缺點則是安全隔離性弱，和宿主機共享操作系統。隨著云原生等計算模式的應用，Docker作為資源虛擬化方面優勢顯而易見，但是其隔離性差的不足顯得更加明顯，為此發明人提出了一種面向飛騰處理器平臺的微虛擬機技術，該技術綜合了KVM和Docker的優點，底層通過Qemu技術虛擬必要的硬件設備，并通過運行精簡的guest kernel為Docker提供隔離的虛擬機環境，虛擬機內部通過代理為用戶提供所有Docker管理接口。在此模式，通過微虛擬機解決方案，相當于將Docker容器運行在極簡的Qemu模擬環境下，即兼顧了Docker提供平臺服務的便捷性，又通過極簡的Qemu在較少的性能損耗下提高了Docker運行環境的隔離性。

在線遷移作為虛擬化場景下核心技術之一，為用戶提供業務不中斷場景下的故障修復、負載均衡等技術保證。目前，KVM在X86和飛騰平臺下均具有成熟的在線遷移方案，可以依托共享存儲，通過內存臟頁的增量迭代同步實現。Docker由于使用場景的關系，具備較為成熟的無狀態遷移能力，為了提供在線遷移的支持，通過進程保存、恢復的方式實現。

但是在微虛擬機技術架構下，因微虛擬機采用極簡Qemu定制策略，傳統的KVM遷移方式由于缺乏相應的Qemu遷移接口，無法采用內存遷移方式完成在線遷移；同時由于Qemu對Docker運行環境的隔離，現有的針對Docker的在線遷移方法也無法實現針對微虛擬機的在線遷移。

發明內容

本發明要解決的技術問題：針對現有技術的上述問題，提供一種面向飛騰平臺的微虛擬機在線遷移方法及系統，本發明通過對微虛擬機中Qemu模擬環境的整體遷移和Docker進程的動態遷移，實現微虛擬機的在線遷移，本發明通過分析微虛擬機中各個模塊的運行特征，通過分層遷移的方式，實現飛騰處理器架構下用戶無感知的微虛擬機在線遷移功能，極大地提高了微虛擬機的使用場景，可降低網絡傳輸開銷，提高微虛擬機在線遷移效率。

為了解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：