[发明专利]一种虚拟机迁移方法

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟机技术领域，尤其涉及一种虚拟机迁移方法。 

背景技术

利用虚拟机技术对软件进行封装，可以有效屏蔽硬件的异构性对软件带来的影响，多个封装了不同软件的虚拟机实例可以互不影响共享地运行在同一硬件平台上，这就为软件高效稳定运行提供了安全性和可管理性。 

虚拟机迁移技术是虚拟化进程中必然发展和重视的技术。它是将虚拟机从源物理机器上迁移至合适的目标机器上，以此削弱底层硬件资源的动态性变化对软件运行的影响，从而提高系统负载均衡和资源利用率，同时也方便了容错管理和系统维护工作。 

对于虚拟机的迁移问题，针对不同的研究侧重点，现有技术中提供了如下集中方案： 

现有技术一、简单停机迁移 

无论是在局域网环境，还是在广域网环境中带虚拟机磁盘文件的虚拟机迁移，最为简单的方案就是简单停机迁移(Freeze-and-copy)。该方案在将虚拟机从源端机器迁移到目的端机器之前，首先停止虚拟机的运行，然后将虚拟机内存状态或者内存状态和虚拟机磁盘文件(局域网为前者，广域网为后者)从源端传输到目的端，最后在目的端启动虚拟机运行。虽然这种方案简单直接，但是总体迁移时间以及从虚拟机中服务对外不可用的时间都很长，难以被用户接受，迁移过程对用户完全不透明。 

现有技术二、局域网环境下的在线迁移 

此方案的代表是剑桥大学的Xen组织于2004年提出局域网下的“Xen在 线迁移(Xen Live Migration)”(产业界类似的是Vmware公司提出的Vmotion方案)。该方案关注于如何保持虚拟机迁移过程对终端用户较好的透明性和如何减少迁移过程虚拟机中运行的服务不可用时间(down-time)。针对前者，Xen采用在线迁移(Live-Migration)的方法，即保证虚拟机在迁移过程中继续运行；针对后者，采用“预迭代拷贝”(pre-copy)的方式迭代传输虚拟机内存状态，共经历N轮迭代，除第一轮传输整个内存状态外，在剩余的N-1个阶段，每轮只需传输上一轮传输过程中源端由于虚拟机的继续运行而发生了变化的内存页，并依次类推，直到第N轮传输完第N-1轮过程中源端产生的内存变化页，标志着虚拟机迁移的完成，然后停止源端正在运行的虚拟机，同时在目的端启动虚拟机恢复其运行。该方案的特点是：只需迁移虚拟机内存状态，而无需传输虚拟机磁盘文件(虚拟机磁盘文件是指虚拟机中应用程序运行所需要的持久状态的载体)，整个过程中除了第N轮传输过程需要停止虚拟机及其中运行的服务外，其余阶段都保持了虚拟机无缝运行，因此迁移具有较好的性能，可以达到100ms级的停机时间(down-time)。但是，该方案的问题在于： 

(1)为保持迁移前后虚拟机磁盘文件偏移位置的内容在源端和目的端的一致性，该方案要求在迁移过程中源机和目标机必须“共享网络磁盘方式(NAS)”，该共享方式只在局域网环境下表现出较好的可用性，无法在非共享网络磁盘的宿主机之间迁移；而在分布式集群环境中，许多实际应用如数据库服务器(database-server)、动态web服务器(dynamic web-server)需要将其运行状态保存在本地存储中，而不是频繁访问远端的共享文件服务器；此外，对网络性能要求苛刻，如网络环境较差，导致迁移性能下降。 

(2)基于“共享网络磁盘方式”的迁移因其迁移特点的局限性，可扩伸性差，难以聚合分布性较强的资源，而在实际中，用户往往有在不同场合跨网段在广域网环境中享受移动计算的需求，这样就使广域网下虚拟机迁移显得很有必要。 

现有技术三、广域网环境下基于虚拟机磁盘的在线迁移(Live Wide-AreaMigration Including Local Persistent State)