[发明专利]一种检测KVM虚拟机挂死的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及信息技术(InformationTechnology，IT)领域中云计算系统检测虚拟机状态的应用，特别涉及一种检测KVM虚拟机挂死的方法及装置。

背景技术

云计算是当前非常热门的前沿技术，云计算的一个非常重要的特征是虚拟化。使用虚拟化技术后，用户不需要再使用物理计算机，所有的运行都可以使用虚拟机来实现。使用虚拟机的优点是显而易见的，一方面可以方便的进行中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、内存、硬盘、外设等资源的扩展，另一方面可以快速部署。

一般来说，虚拟环境由三部分组成：硬件，虚拟机监控器(Virtual Machine Monitor,VMM)和虚拟机。图1(a)为现有技术提供的物理机模型示意图，如图1(a)所示，在没有虚拟化的情况下，操作系统直接运行在硬件之上，管理着底层物理硬件，构成一个完整的计算机系统，也就是“物理机”。图1(b)为现有技术提供的虚拟机模型示意图，如图1(b)所示，在虚拟机环境里，VMM抢占操作系统的位置，变成真实物理硬件的管理者，同时向上层的软件呈现出虚拟的硬件平台，“欺骗”上层的操作系统。而此时上层的操作系统运行在虚拟平台之上，仍然管理着它认为是“物理硬件”的虚拟硬件，俨然不知道下面发生了什么，这就是“虚拟机”。由上可见，VMM的主要功能是基于物理资源创建相应的虚拟资源，组成虚拟机，为虚拟机操作系统提供虚拟的平台，所以它需要管理虚拟环境和物理资源。

根据当前主流的虚拟化技术实现，VMM可以分为三类，分别是图2(a)提供的Hypervisor模型，图2(b)提供的混合模型和图2(c)提供的宿主模型。如图图2(a)所示，在Hypervisor模型中，VMM可以看做是一个完备的操作系统，但与传统操作系统不同的是，VMM是为虚拟化而设计的，所有的物理资源如处理器、内存和I/O设备等都归VMM所有，因此，VMM承担着管理物理资源的责任；其次，VMM需要向上提供虚拟机用于运行虚拟机操作系统，因此，VMM还负责虚拟环境的创建和管理，VMWare就是典型的Hypervisor型。如图2(b)所示，混合模型是Hypervisor模型的变种，VMM依然掌握所有的物理资源，但是会让出大部分I/O设备的控制权，将它们交由一个运行在特权虚拟机中的特权操作系统来控制，如图2(b)中的VM0。相应的，VMM虚拟化的职责也被分担，处理器和内存的虚拟化依然由VMM来完成，而I/O的虚拟机化则由VMM和特权操作系统共同合作来完成，典型的混合模型是XEN。如图2(c)所示，在宿主模型中，物理资源由宿主机(Host)操作系统管理。宿主机操作系统是传统操作系统，如Windows，Linux等，这些传统操作系统并不是为虚拟化而设计的，因此本身并不具备虚拟化功能，实际的虚拟化功能由VMM来提供。VMM通常是宿主机操作系统独立的内核模块。VMM通过调用宿主机操作系统的服务来获得资源，实现处理器、内存和I/O设备的虚拟化。VMM创建出虚拟机之后，通常将虚拟机作为宿主机操作系统的一个进程参与调度。基于内核的虚拟机(Kernel-based Virtual Machine，KVM)就是一种典型的宿主模型的VMM，KVM创建的虚拟机作为Host上的一个进程参与普通调度，而每个虚拟机中的虚拟中央处理器(Virtial CPU，VCPU)作为该进程的一个线程存在。

VMM作为虚拟化管理平台需要监控虚拟机的状态，搜集虚拟机运行时的信息。宿主模型的VMM目前一般采用两种常用的方式。图3(a)为现有技术提供的主机和虚拟机使用虚拟设备进行监控的交互示意图，如图3(a)所示，虚拟机通过虚拟外设，例如虚拟网口，和主机建立联系，主机发送一些命令给虚拟机，虚拟机获取到命令后进行解析，然后进行相应的操作，把相关信息通过这个虚拟外设返回给主机。图3(b)为现有技术提供的主机和虚拟机使用代理进行监控的交互示意图，如图3(b)所示，在虚拟机内部增加一个代理程序，同时主机和虚拟机直接建立一个通道，例如虚拟串口等，主机通过通道发送命令给虚拟机内部代理，代理程序进行相应的操作，并将对应的信息返回给主机。

上述两种方法中，虚拟机和主机之间的通讯依赖于建立的通道来实现，因此只能在虚拟机正常运行的情况下才能生效。但是，如果虚拟机出现异常，通道被破坏，那么主机将无法获取虚拟机的任何信息。尤其在虚拟机处理挂死状态时，VMM无法检测到虚拟机挂死，从而进行相应的操作。

发明内容

根据本发明实施例提供的技术方案解决的技术问题是宿主模型的VMM如何检测虚拟机的挂死状态。