CN102185774A - 虚拟机无缝迁移的方法、管理器及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种虚拟机无缝迁移的方法、管理器及系统,其方法包括:虚拟机迁移管理器获取位于源服务器上的活动虚拟机的相关迁移信息;在活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;当活动虚拟机从源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,按照相关迁移信息将数据报文转发给活动虚拟机。本发明通过在网络上部署集中的虚拟机迁移管理器,在活动虚拟机挂起期间,接收并缓存相关的数据报文,在活动虚拟机重新激活后,将数据报文转发到活动虚拟机上,由此保证虚拟机迁移过程中其运行业务的连续性,从而解决了由于虚拟机迁移引起的业务数据报文丢失问题,提高网络性能。
Description
技术领域
本发明涉及云计算虚拟化领域,尤其涉及一种虚拟机无缝迁移的方法、管理器及系统。
背景技术
云计算(Cloud Computing)是一种新兴的共享基础架构计算方法,其可以将巨大的系统资源池连接在一起提供IT(Information Technology,信息产业)服务。云计算是网格计算、分布式计算、并行计算、效用计算、网络存储、虚拟化及负载均衡等传统计算机技术和网络技术融合发展的产物。它旨在通过网络把多个成本相对较低的计算实体整合成一个强大的系统,并借助SaaS(Software-as-a-service,软件即服务)、PaaS(Platform as a Service,平台即服务)、IaaS(Infrastructure as a Service,基础设备即服务)等商业模式将各种能力及服务分布到终端用户中。例如,基于虚拟集群技术的云计算数据中心即是一种现有的商业模式,其租用大型云计算数据中心的虚拟机及网络部署各种业务网络,可达到快速部署、降低运营成本的目的。
在上述的云计算数据中心的商业模式中,虚拟机动态在线迁移对云计算数据中心的高可用性(High Availability)、弹性(Rapid Elasticity)以及节能(Economization)的实现至关重要。例如,在物理服务器需要维护时,可以将其上的虚拟机迁移到其他物理服务器上,保证物理服务器维护过程中不影响业务;又如,在虚拟机负载较轻时,可以将多个物理服务器上的虚拟机迁移到少数几台物理服务器上,关闭其他物理服务器的电源,在不影响业务的情况下可节省能耗。
现有技术中,云计算数据中心的典型网络架构如图1所示。云计算数据中心由虚拟集群管理服务器(DCMP,Data Center Management Platform)10、网络存储设备(Network Access Storage,NAS)20以及若干支持虚拟化技术的物理服务器3组成。其中虚拟集群管理服务器10负责云计算数据中心虚拟机资源的统一调度、分配及管理;网络存储设备20通过光纤通道提供虚拟机外部虚拟磁盘文件高速读写。云计算数据中心的物理服务器通过虚拟机管理器(Virtual Machine Monitor,VMM)40将本地物理资源虚拟化,支持同一套物理资源上运行多个虚拟机(VM,Virtual Machine)50。
在上述云计算数据中心的网络环境下,虚拟机50运行所需的磁盘虚拟文件存储在网络存储设备20上,虚拟机50启动时,从网络存储设备20读取虚拟磁盘文件内容到内存,并将对虚拟磁盘文件的读写更新到外部网络存储设备20。虚拟机50的在线迁移是通过在源服务器和目的服务器之间拷贝内存来实现的。现有的虚拟机在线迁移的具体步骤包括:
S1,迁移准备。计划将源服务器上的活动虚拟机VM1迁移到目的服务器上;
S2,目的服务器资源预留。在目的服务器上预留虚拟机VM1运行所需的资源,包括内存、CPU、网络等,若资源预留失败,则停止虚拟机迁移并反馈结果;
S3,内存循环预拷贝。首先将源服务器上虚拟机VM1运行的内存页拷贝到目的服务器上,后续每次循环拷贝上一轮内存拷贝期间修改过的内存页(脏页);
S4,停止拷贝。当需要拷贝的内存页数或内存脏页率(每次循环期间内存脏页数除以所需拷贝的内存页数)满足预定阈值时,停止循环拷贝,将源虚拟机挂起,并将剩余的内存页及虚拟机的状态数据(CPU状态及不连续的内存页)一次性同步到目的服务器上;且向网络发送主动ARP请求更新网络位置到目的服务器;
S5,确认。目的服务器接收完所有内存页及虚拟机状态数据后,通知源服务器完成虚拟机迁移,源服务器确认后释放虚拟机VM1占用的资源;
S6,激活。目的服务器激活迁移后的虚拟机VM1,连接本地设备,如I/O端口等,恢复正常运行;
在上述流程中,步骤S4-S5期间,虚拟机VM1在源服务器和目的服务器上均处于挂起状态,根据步骤S4中需要拷贝的数据量大小和传输带宽,虚拟机VM1挂起状态持续的时间长短有所不同,在此期间会造成少量的数据包丢失。并且,源服务器发出的主动ARP(Address Resolution Protocol,地址解析协议)请求,某些网络设备可能对此拒绝响应。由此进一步导致,直到目的服务器上的虚拟机VM1向网络发起第一个数据报文开始,网络设备才能完全感知虚拟机VM1的位置变化。因此,现有虚拟机迁移技术存在虚拟机与网络连接的中断现象,从而影响了虚拟机运行业务的连续性。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种虚拟机无缝迁移的方法、管理器及系统,以解决虚拟机在线迁移过程中虚拟机挂起引起的业务报文丢失问题。
为了达到上述目的,本发明提出一种虚拟机无缝迁移的方法,包括:
虚拟机迁移管理器获取位于源服务器上的活动虚拟机的相关迁移信息;
在所述活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;
当所述活动虚拟机从所述源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,按照所述相关迁移信息将所述数据报文转发给所述活动虚拟机。
优选地,所述相关迁移信息包括活动虚拟机迁移前和/或后的IP地址、MAC地址和/或迁移状态。
优选地,所述虚拟机迁移管理器由虚拟集群管理服务器、源服务器虚拟机管理器或者目的服务器虚拟机管理器通知获取所述相关迁移信息。
优选地,所述相关网元包括:业务功能模块、路由器、交换机、相关网关设备和/或者源服务器虚拟机管理器。
优选地,所述相关网元通过预配置方式或DNS机制获取所述虚拟机迁移管理器的地址信息,以便根据该虚拟机迁移管理器的地址信息向所述虚拟机迁移管理器发送所述数据报文。
优选地,所述虚拟机迁移管理器将所述数据报文转发给所述活动虚拟机之前还包括:
接收所述目的服务器发送的活动虚拟机激活通知。
优选地,所述相关网元通过源路由方式或IP隧道方式将所述数据报文发送给所述虚拟机迁移管理器。
本发明还提出一种虚拟机无缝迁移的管理器,包括:
地址获取模块,用于获取位于源服务器上的活动虚拟机的相关迁移信息;
接收缓存模块,用于在所述活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;
报文转发模块,用于当所述活动虚拟机从所述源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,按照所述相关迁移信息将所述数据报文转发给所述活动虚拟机。
优选地,所述报文转发模块还用于当所述活动虚拟机从所述源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,接收所述目的服务器发送的活动虚拟机激活通知。
优选地,所述相关迁移信息包括活动虚拟机迁移前后的英特网协议IP地址、介质访问控制MAC地址和/或迁移状态。
本发明还提出一种虚拟机无缝迁移的系统,包括:源服务器、目的服务器及虚拟机迁移管理器;其中:
所述源服务器,用于活动虚拟机发生迁移前,完成拷贝所述活动虚拟机运行的预定内存页至目的服务器后,将所述活动虚拟机挂起,并将剩余未迁移的内存页及活动虚拟机的状态数据同步到目的服务器上;
所述虚拟机迁移管理器,用于获取位于源服务器上的活动虚拟机的相关迁移信息;在所述活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;当所述活动虚拟机从所述源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,按照所述相关迁移信息将所述数据报文转发给所述活动虚拟机;
所述目的服务器,用于当所述活动虚拟机完成迁移时,激活所述活动虚拟机。
优选地,所述源服务器还用于将所述活动虚拟机运行的内存页拷贝到所述目的服务器上,后续每次循环拷贝上一轮内存拷贝期间修改过的内存页;当需要拷贝的内存页数或内存脏页率满足预定阈值时,停止循环拷贝。
优选地,所述目的服务器还用于在激活所述活动虚拟机时,向所述源服务器及虚拟机迁移管理器发送活动虚拟机激活通知;
所述源服务器还用于收到所述活动虚拟机激活通知后,释放所述活动虚拟机占用的资源。
本发明提出的一种虚拟机无缝迁移的方法、管理器及系统,通过在网络上部署集中的虚拟机迁移管理器,在活动虚拟机挂起前,将活动虚拟机的相关迁移信息告知虚拟机迁移管理器;在活动虚拟机挂起期间,数据发送、接收或转发的相关网元将发往活动虚拟机的数据报文发送到虚拟机迁移管理器上;虚拟机迁移管理器接收并缓存相关的数据报文,并在活动虚拟机重新激活后,将数据报文转发到活动虚拟机上,由此保证虚拟机迁移过程中其运行业务的连续性,从而解决了由于虚拟机迁移引起的业务数据报文丢失问题,提高网络性能。
附图说明
图1是现有的云计算数据中心的一种网络架构示意图;
图2是本发明中云计算数据中心的网络架构示意图;
图3是本发明虚拟机无缝迁移的方法一实施例流程示意图;
图4a是本发明虚拟机无缝迁移的方法一实施例中活动虚拟机网内迁移的处理流程图;
图4b是本发明虚拟机无缝迁移的方法一实施例中活动虚拟机跨网段迁移的处理流程图;
图5是本发明虚拟机无缝迁移的管理器一实施例的结构示意图;
图6是本发明虚拟机无缝迁移的系统一实施例的结构示意图。
为了使本发明的技术方案更加清楚、明了,下面将结合附图作进一步详述。
具体实施方式
本发明实施例解决方案主要是:通过在网络上部署集中的虚拟机迁移管理器,接收、缓存并转发活动虚拟机挂起期间网络上的业务数据报文,以解决由于活动虚拟机迁移引起的业务数据报文丢失问题。
本发明实施例涉及的云计算数据中心的网络架构如图2所示。云计算数据中心主要包括以下设备或网元:虚拟集群管理服务器、网络存储设备、物理服务器(包括源服务器及目的服务器)、虚拟机迁移管理器以及网络连接设备及其他网络。其中:
虚拟集群管理服务器,负责管理虚拟集群内所有资源的管理,包括物理服务器(包括处理器、内存、网络接口等资源)、存储设备、网络设备等物理资源,以及虚拟机、虚拟网络等虚拟资源;对外提供虚拟资源的管理与调度,如虚拟机的申请、创建、更新、删除,虚拟网络的配置等操作。
网络存储设备,负责提供虚拟机安装所需的模板及镜像文件、虚拟机外部的虚拟磁盘文件的存储,以及数据块的存储等。一般地,网络存储设备通过光纤设备与网络相连,提供高速率高带宽的外部存储通道。
物理服务器,支持虚拟化的服务器设备,通过虚拟机管理器(VMM)304能够对一个物理服务器的硬件资源进行共享,支持多个虚拟机的运行。一般地,云计算数据中心存在多台物理服务器。
虚拟机迁移管理器,在虚拟机迁移造成的虚拟机挂起期间,负责接收、缓存、转发业务的数据报文,保证被迁移虚拟机运行业务的连续性。在本发明中,虚拟机迁移管理器作为一个公共网元部署,可以通过云计算数据中心配置文件公开,也可以通过其他方式如DNS等方式查询。
另外,大型的数据中心还可能需要进行跨网段、跨地域的网络划分,一个网段内的物理服务器组成一个群组,并通过网络连接设备和其他网络相连,网络连接设备一般为路由器或交换机或其他网关设备。
如图3所示,基于上述网络架构,本发明一实施例提出一种虚拟机无缝迁移的方法,包括:
步骤S101,虚拟机迁移管理器获取位于源服务器上的活动虚拟机的相关迁移信息;
在位于源服务器的活动虚拟机挂起前,需要告知虚拟机迁移管理器准备迁移的活动虚拟机的相关迁移信息,即活动虚拟机在目的服务器的地址信息。
其中,可以由虚拟集群管理服务器、源服务器的虚拟机管理器或者目的服务器的虚拟机管理器通知虚拟机迁移管理器需要迁移的活动虚拟机的相关迁移信息。
虚拟机迁移管理器可以将获取的相关迁移信息保存在一张迁移虚拟机信息表中,以便后续依据该迁移虚拟机信息表中的相关迁移信息进行数据报文转发等。
对于网内的虚拟机迁移,即活动虚拟机在迁移前后不改变IP地址和/或MAC地址的情况下,活动虚拟机的相关迁移信息主要为活动虚拟机的地址和状态信息,如活动虚拟机的IP(Internet Protocol,网络之间互连的协议,也称英特网协议)地址、MAC(Medium/Media Access Control,介质访问控制)地址、迁移状态(挂起或重新激活)。对于跨网段的虚拟机迁移,即活动虚拟机迁移前后改变IP地址和/或MAC地址的情况,活动虚拟机的相关迁移信息为活动虚拟机迁移前后的地址和状态信息,如活动虚拟机迁移前的IP地址和MAC地址、活动虚拟机迁移后的IP地址和MAC地址、迁移状态(挂起或重新激活)。
活动虚拟机是否被挂起通过源服务器来完成,并由源服务器通知虚拟机迁移管理器、目的服务器及相关网元。在活动虚拟机被挂起前,需要在目的服务器上预留活动虚拟机运行所需的资源,包括内存、CPU、网络等,若资源预留失败,则停止虚拟机迁移并反馈结果。
在活动虚拟机被挂起前,还需完成内存循环预拷贝。首先将源服务器上活动虚拟机运行的内存页拷贝到目的服务器上,后续每次循环拷贝上一轮内存拷贝期间修改过的内存页(脏页);在循环拷贝截止前,源服务器通知虚拟机迁移管理器,活动虚拟机在源服务器与目的服务器之间迁移并即将挂起,虚拟机迁移管理器将相关信息记入迁移虚拟机信息表,并准备接收目的地址为活动虚拟机的数据包。
其中,通知虚拟机迁移管理器活动虚拟机的迁移,可以由虚拟集群管理服务器(如果虚拟集群管理服务器参与虚拟机迁移流程)完成,或者由源服务器或目的服务器完成。
当需要拷贝的内存页数或内存脏页率(每次循环期间内存脏页数除以所需拷贝的内存页数)满足预定阈值时,停止循环拷贝,源服务器将活动虚拟机挂起,并将剩余的内存页及活动虚拟机的状态数据(CPU状态及不连续的内存页)一次性同步到目的服务器上。
步骤S102,在活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;
其中,相关网元包括:业务功能模块、路由器、交换机、相关网关设备和/或者源服务器虚拟机管理器。
相关网元通过预配置方式或DNS(Domain Name Service,域名解析服务)机制获取虚拟机迁移管理器的地址信息,以便根据该虚拟机迁移管理器的地址信息向虚拟机迁移管理器发送所述数据报文。
相关网元将数据报文转发到虚拟机迁移管理器,可以通过源路由技术(松散源记录路由,Loose Source and Record Route,LSRR),或者IP隧道技术(如IP封包)发往目的虚拟机,或者采用其它数据报文转发技术。
虚拟机迁移管理器缓存发往活动虚拟机的数据报文的时间可以预配置设定。
步骤S103,当活动虚拟机从源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,按照相关迁移信息将数据报文转发给活动虚拟机。
在本步骤中,当目的服务器接收完所有内存页及活动虚拟机的状态数据后,通知源服务器完成虚拟机迁移,源服务器确认后释放活动虚拟机占用的资源。同时目的服务器激活迁移后的活动虚拟机,连接本地设备,如I/O端口等,通知相关网元活动虚拟机恢复正常运行;目的服务器上的活动虚拟机即迁移后的活动虚拟机接收虚拟机迁移管理器转发的数据报文,继续进行相应的业务处理,后续流程中,活动虚拟机接收相关网元发送的后续数据报文。
其中,虚拟机迁移管理器与活动虚拟机之间的报文转发通道,为虚拟机迁移管理器将数据报文发往活动虚拟机所采用的机制。对于网内虚拟机迁移的情况,由于活动虚拟机的IP地址和MAC地址均保持不变,虚拟机迁移管理器或者直接转发原始数据报文(针对数据报文发送、接收或转发的相关网元到虚拟机迁移管理器采用源路由技术的情况),或者从IP封包中提取原始报文后转发(针对数据报文发送、接收或转发的相关网元到虚拟机迁移管理器采用IP隧道技术的情况),或其它数据报文转发技术。对于跨网段虚拟机迁移的情况,活动虚拟机的IP地址和/或MAC地址发生变化,虚拟机迁移管理器或者采用源路由技术,或者通过IP隧道技术,或者采用其它数据报文转发技术,将原始数据报文发往活动虚拟机的新地址。
其中,虚拟机迁移管理器的将缓存的数据报文转发到重新激活的活动虚拟机上的策略,包括缓存机制、转发机制、以及所采用的数据报文转发技术等。如虚拟机迁移管理器将数据报文缓存一定的时间后,直接向迁移后的活动虚拟机转发数据报文;或者虚拟机迁移管理器完成处理后立即向迁移后的活动虚拟机转发数据报文,通过增加重发次数或延长重发定时器的方式保证报文传输的可靠性;或者虚拟机迁移管理器规定,在收到迁移后的活动虚拟机被重新激活的通知后,再将数据报文转发到该活动虚拟机。
以下以具体实例分别详细介绍网内迁移和跨网段迁移时,活动虚拟机无缝迁移的处理流程。
图4a是本实施例中网内迁移时,活动虚拟机(图4a中以虚拟机VM1表示)无缝迁移的处理流程图。
对于网内虚拟机迁移,虚拟机迁移前后的IP地址和MAC地址一般不发生改变,虚拟机系统的外部磁盘文件也不需要迁移,迁移过程中虚拟机的挂起时间一般在百毫秒以内。虚拟机迁移管理器需要在虚拟机挂起期间接收、缓存、转发发往迁移后的虚拟机的数据报文。网内迁移时,虚拟机挂起期间的数据报文处理流程具体描述如下:
步骤S201,虚拟机VM1预迁移,并完成大部分内存页的拷贝;
步骤S202,源服务器1通知虚拟机迁移管理器虚拟机VM1即将挂起,并告知虚拟机VM1的地址信息,包括虚拟机VM1的IP地址和MAC地址;
步骤S203,源服务器1通知相关数据发送、接收或转发网元虚拟机VM1即将挂起;
其中,相关数据发送、接收或转发网元(即本实施例中所称相关网元)或者是业务功能模块,或者是路由器、交换机或源服务器虚拟机管理器。
步骤S204,源服务器1上的虚拟机VM1挂起,向目的服务器2同步最后的未迁移的内存页以及所有的虚拟机状态数据,包括CPU状态及不连续的内存页等;
步骤S205,虚拟机VM1挂起期间,相关数据发送、接收或转发网元发现发往虚拟机VM1的数据报文不可达,或相关数据发送、接收或转发网元通过步骤S203的通知机制获取虚拟机VM1挂起状态;
其中,所述相关数据发送、接收或转发网元或者是业务功能模块、或者是路由器、或者交换机、或相关网关设备、或者是源服务器虚拟机管理器。如,一个群组内的虚拟机通过固定网关设备与外部网络进行数据交互,该固定网关设备可以通过上述机制感知虚拟机VM1挂起;又如,源服务器的虚拟机管理器收到发往虚拟机VM1的数据报文,即可触发步骤S206的数据报文转发机制。
步骤S206,相关数据发送、接收或转发网元将目的地为虚拟机VM1的数据报文转发到虚拟机迁移管理器;
其中,相关数据发送、接收或转发网元转发数据报文到虚拟机迁移管理器的方式可以有多种。如源路由技术(松散源记录路由,Loose Source andRecord Route,LSRR),或IP隧道技术(如IP封包)发往目的虚拟机,或其他数据报文转发技术。
步骤S207,虚拟机迁移管理器接收并缓存目的地址为虚拟机VM1的数据报文;
步骤S208,此时,源服务器1到目的服务器2的虚拟机VM1迁移完成,目的服务器2上的虚拟机VM1被激活;
步骤S209,目的服务器2通知虚拟机VM1迁移完成,已经激活;
步骤S210,目的服务器2通知相关数据发送、接收或转发网元虚拟机VM1迁移完成,已经激活;
步骤S211,虚拟机迁移管理器收到虚拟VM1激活通知,将原始数据报文查询发送到目的地虚拟机VM1上;
步骤S212,目的服务器2上的虚拟机VM1运行的业务根据步骤S211的数据报文类型,需要通过相关数据发送、接收、转发网元返回响应消息;
步骤S213,相关数据发送、接收或转发网元后续数据报文直接发送给目的服务器2上的虚拟机VM1。
图4b是本实施例中跨网段迁移时,活动虚拟机(图4b中以虚拟机VM1表示)无缝迁移的处理流程图。
对于跨网段虚拟机迁移,虚拟机迁移前后的IP地址和/或MAC地址会发生改变,虚拟机系统的外部磁盘文件也需要迁移到另一个网段,迁移过程中虚拟机的挂起时间相对较长。虚拟机迁移管理器需要在被迁移虚拟机挂起期间接收、缓存、转发发往被迁移虚拟机的数据报文。网内迁移虚拟机挂起期间的数据报文处理流程具体描述如下
步骤S301,虚拟机VM1预迁移,并完成外部磁盘镜像文件以及大部分内存页的拷贝;
步骤S302,源服务器1通知虚拟机迁移管理器虚拟机VM1即将挂起,并告知虚拟机VM1迁移前后的地址信息,包括虚拟机VM1迁移前的IP地址和MAC地址,以及虚拟机VM1迁移后的IP地址和MAC地址;
步骤S303,同步骤S203;
步骤S304,源服务器1上的虚拟机VM1挂起,向目的服务器2同步最后的未迁移的内存页以及所有的虚拟机状态数据,包括CPU状态及不连续的内存页等,以及对外部磁盘镜像文件的写操作;
步骤S305~310,同步骤S205~S210;
步骤S311,虚拟机迁移管理器收到虚拟VM1激活通知,建立与目的服务器2上虚拟机VM1之间的IP隧道,根据记录的迁移虚拟机信息表的内容将原始数据报文进行封包处理;
步骤S312,虚拟机迁移管理器将缓存的数据报文封包后发往目的服务器2;
步骤S313,目的服务器2上的虚拟机管理器将IP报文解封后传递给虚拟机VM1;
步骤S314,目的服务器2上的虚拟机VM1运行的业务根据步骤S313的数据报文类型,需要通过相关数据发送、接收、转发网元返回响应消息;
步骤S315,相关数据发送、接收或转发网元后续数据报文直接发送给目的服务器2上的虚拟机VM1;
其中,步骤S311-S312的数据报文转发流程还可以采用源路由技术实现,虚拟机迁移管理器将目的服务器2插入到缓存的发往虚拟机VM1的原始数据报文的路由路径中,目的服务器2上的虚拟机管理器收到报文后识别该报文应发往本地的虚拟机VM1,并传递给虚拟机VM1。
本实施例通过在网络上部署虚拟机迁移管理器,在源服务器的活动虚拟机挂起前告知虚拟机迁移管理器该需要迁移的活动虚拟机的地址信息,虚拟机迁移管理器接收、缓存、转发活动虚拟机挂起期间的该活动虚拟机运行业务的数据报文,保证活动虚拟机运行业务的连续性,从而解决了由于活动虚拟机迁移引起的业务数据报文丢失问题。
如图5所示,本发明一实施例提出一种虚拟机无缝迁移的管理器,包括:地址获取模块401、接收缓存模块402以及报文转发模块403,其中:
地址获取模块401,用于获取位于源服务器上的活动虚拟机的相关迁移信息;
接收缓存模块402,用于在活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;
报文转发模块403,用于当活动虚拟机从源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,按照相关迁移信息将数据报文转发给活动虚拟机。
进一步的,报文转发模块403还用于当活动虚拟机从源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,接收目的服务器发送的活动虚拟机激活通知。
在本实施例中,在位于源服务器的活动虚拟机挂起前,需要告知虚拟机迁移管理器的地址获取模块401准备迁移的活动虚拟机的相关迁移信息,即活动虚拟机在目的服务器的地址信息。
其中,虚拟机迁移管理器的地址获取模块401可以由虚拟集群管理服务器、源服务器的虚拟机管理器或者目的服务器的虚拟机管理器通知其需要迁移的活动虚拟机的相关迁移信息。
地址获取模块401可以将获取的相关迁移信息保存在一张迁移虚拟机信息表中,以便后续依据该迁移虚拟机信息表中的相关迁移信息进行数据报文转发等。
对于网内的虚拟机迁移,即活动虚拟机在迁移前后不改变IP地址和/或MAC地址的情况下,活动虚拟机的相关迁移信息主要为活动虚拟机的地址和状态信息,如活动虚拟机的IP地址、MAC地址、迁移状态(挂起或重新激活)。对于跨网段的虚拟机迁移,即活动虚拟机迁移前后改变IP地址和/或MAC地址的情况,活动虚拟机的相关迁移信息为活动虚拟机迁移前后的地址和状态信息,如活动虚拟机迁移前的IP地址和MAC地址、活动虚拟机迁移后的IP地址和MAC地址、迁移状态(挂起或重新激活)。
活动虚拟机是否被挂起通过源服务器来完成,并由源服务器通知虚拟机迁移管理器、目的服务器及相关网元。在活动虚拟机被挂起前,需要在目的服务器上预留活动虚拟机运行所需的资源,包括内存、CPU、网络等,若资源预留失败,则停止虚拟机迁移并反馈结果。
在活动虚拟机被挂起前,还需完成内存循环预拷贝。首先将源服务器上活动虚拟机运行的内存页拷贝到目的服务器上,后续每次循环拷贝上一轮内存拷贝期间修改过的内存页(脏页);在循环拷贝截止前,源服务器通知虚拟机迁移管理器,活动虚拟机在源服务器与目的服务器之间迁移并即将挂起,虚拟机迁移管理器将相关信息记入迁移虚拟机信息表,并准备接收目的地址为活动虚拟机的数据包。
其中,通知虚拟机迁移管理器活动虚拟机的迁移,可以由虚拟集群管理服务器(如果虚拟集群管理服务器参与虚拟机迁移流程)完成,或者由源服务器或目的服务器完成。
当需要拷贝的内存页数或内存脏页率(每次循环期间内存脏页数除以所需拷贝的内存页数)满足预定阈值时,停止循环拷贝,源服务器将活动虚拟机挂起,并将剩余的内存页及活动虚拟机的状态数据(CPU状态及不连续的内存页)一次性同步到目的服务器上。
在活动虚拟机被挂起期间,通过接收缓存模块402接收相关网元发送的数据报文并缓存。
当目的服务器接收完所有内存页及活动虚拟机的状态数据后,通知源服务器完成虚拟机迁移,源服务器确认后释放活动虚拟机占用的资源。同时目的服务器激活迁移后的活动虚拟机,连接本地设备,如I/O端口等,通知相关网元活动虚拟机恢复正常运行;目的服务器上的活动虚拟机即迁移后的活动虚拟机接收虚拟机迁移管理器的报文转发模块403转发的数据报文,继续进行相应的业务处理,后续流程中,活动虚拟机接收相关网元发送的后续数据报文。
其中,虚拟机迁移管理器与活动虚拟机之间的报文转发通道,为虚拟机迁移管理器将数据报文发往活动虚拟机所采用的机制。对于网内虚拟机迁移的情况,由于活动虚拟机的IP地址和MAC地址均保持不变,虚拟机迁移管理器或者直接转发原始数据报文(针对数据报文发送、接收或转发的相关网元到虚拟机迁移管理器采用源路由技术的情况),或者从IP封包中提取原始报文后转发(针对数据报文发送、接收或转发的相关网元到虚拟机迁移管理器采用IP隧道技术的情况),或其它数据报文转发技术。对于跨网段虚拟机迁移的情况,活动虚拟机的IP地址和/或MAC地址发生变化,虚拟机迁移管理器或者采用源路由技术,或者通过IP隧道技术,或者采用其它数据报文转发技术,将原始数据报文发往活动虚拟机的新地址。
其中,虚拟机迁移管理器的将缓存的数据报文转发到重新激活的活动虚拟机上的策略,包括缓存机制、转发机制、以及所采用的数据报文转发技术等。如虚拟机迁移管理器将数据报文缓存一定的时间后,直接向迁移后的活动虚拟机转发数据报文;或者虚拟机迁移管理器完成处理后立即向迁移后的活动虚拟机转发数据报文,通过增加重发次数或延长重发定时器的方式保证报文传输的可靠性;或者虚拟机迁移管理器规定,在收到迁移后的活动虚拟机被重新激活的通知后,再将数据报文转发到该活动虚拟机。
如图6所示,本发明还提出一种虚拟机无缝迁移的系统,包括:源服务器501、目的服务器502及虚拟机迁移管理器503;其中:
源服务器501,用于在活动虚拟机发生迁移前,完成拷贝活动虚拟机运行的预定内存页至目的服务器502后,将活动虚拟机挂起,并将剩余未迁移的内存页及活动虚拟机的状态数据同步到目的服务器502上;
虚拟机迁移管理器503,用于获取位于源服务器501上的活动虚拟机的相关迁移信息;在活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;当活动虚拟机从源服务器501迁移到目的服务器502且重新激活时,按照相关迁移信息将所述数据报文转发给活动虚拟机;
目的服务器502,用于当活动虚拟机完成迁移时,激活活动虚拟机。
进一步的,源服务器501还用于将活动虚拟机运行的内存页拷贝到目的服务器502上,后续每次循环拷贝上一轮内存拷贝期间修改过的内存页;当需要拷贝的内存页数或内存脏页率满足预定阈值时,停止循环拷贝。
目的服务器502还用于在激活活动虚拟机时,向源服务器501及虚拟机迁移管理器503发送活动虚拟机激活通知;
源服务器501还用于收到活动虚拟机激活通知后,释放活动虚拟机占用的资源。
本实施例中源服务器501、目的服务器502及虚拟机迁移管理器503结合相关网元实现虚拟机无缝迁移的基本原理请参照上述各实施例所述的内容,在此不作详述。
以上所述仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或流程变换,或直接或间接运用在其它相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (13)
1.一种虚拟机无缝迁移的方法,其特征在于,包括:
虚拟机迁移管理器获取位于源服务器上的活动虚拟机的相关迁移信息;
在所述活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;
当所述活动虚拟机从所述源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,按照所述相关迁移信息将所述数据报文转发给所述活动虚拟机。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述相关迁移信息包括活动虚拟机迁移前和/或后的英特网协议IP地址、介质访问控制MAC地址和/或迁移状态。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述虚拟机迁移管理器由虚拟集群管理服务器、源服务器虚拟机管理器或者目的服务器虚拟机管理器通知获取所述相关迁移信息。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述相关网元包括:业务功能模块、路由器、交换机、相关网关设备和/或者源服务器虚拟机管理器。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述相关网元通过预配置方式或域名解析服务DNS机制获取所述虚拟机迁移管理器的地址信息,以便根据该虚拟机迁移管理器的地址信息向所述虚拟机迁移管理器发送所述数据报文。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述虚拟机迁移管理器将所述数据报文转发给所述活动虚拟机之前还包括:
接收所述目的服务器发送的活动虚拟机激活通知。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的方法,其特征在于,所述相关网元通过源路由方式或IP隧道方式将所述数据报文发送给所述虚拟机迁移管理器。
8.一种虚拟机无缝迁移的管理器,其特征在于,包括:
地址获取模块,用于获取位于源服务器上的活动虚拟机的相关迁移信息;
接收缓存模块,用于在所述活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;
报文转发模块,用于当所述活动虚拟机从所述源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,按照所述相关迁移信息将所述数据报文转发给所述活动虚拟机。
9.根据权利要求8所述的管理器,其特征在于,所述报文转发模块还用于当所述活动虚拟机从所述源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,接收所述目的服务器发送的活动虚拟机激活通知。
10.根据权利要求8或9所述的管理器,其特征在于,所述相关迁移信息包括活动虚拟机迁移前后的英特网协议IP地址、介质访问控制MAC地址和/或迁移状态。
11.一种虚拟机无缝迁移的系统,其特征在于,包括:源服务器、目的服务器及虚拟机迁移管理器;其中:
所述源服务器,用于活动虚拟机发生迁移前,完成拷贝所述活动虚拟机运行的预定内存页至目的服务器后,将所述活动虚拟机挂起,并将剩余未迁移的内存页及活动虚拟机的状态数据同步到目的服务器上;
所述虚拟机迁移管理器,用于获取位于源服务器上的活动虚拟机的相关迁移信息;在所述活动虚拟机被挂起期间,接收相关网元发送的数据报文并缓存;当所述活动虚拟机从所述源服务器迁移到目的服务器且重新激活时,按照所述相关迁移信息将所述数据报文转发给所述活动虚拟机;
所述目的服务器,用于当所述活动虚拟机完成迁移时,激活所述活动虚拟机。
12.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,所述源服务器还用于将所述活动虚拟机运行的内存页拷贝到所述目的服务器上,后续每次循环拷贝上一轮内存拷贝期间修改过的内存页;当需要拷贝的内存页数或内存脏页率满足预定阈值时,停止循环拷贝。
13.根据权利要求11所述的系统,其特征在于,
所述目的服务器还用于在激活所述活动虚拟机时,向所述源服务器及虚拟机迁移管理器发送活动虚拟机激活通知;
所述源服务器还用于收到所述活动虚拟机激活通知后,释放所述活动虚拟机占用的资源。
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