CN102932409B - 一种虚拟机在线迁移的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种虚拟机（VM）在线迁移的方法和系统，在开始迁移时，云管理平台设置交换机的迁移模块托管源VM的IP地址，并拷贝源VM的内存数据到目的VM；在迁移中时，迁移模块将所托管IP地址相关的会话中开始迁移时已经存在的会话路由到源VM，将新建的会话路由到目的VM；云管理平台在已经存在的会话全部关闭时，释放迁移模块托管的IP地址并将其配置到目的VM；比较源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据，依据变化的内容修改目的VM的内存数据。本发明仅需要在开始迁移时进行一次内存数据的拷贝，在迁移结束时进行一次内存数据比较和修改，减小了对云管理平台的性能带来的影响和压力；另外，也不需要复杂的收敛算法。

Description

一种虚拟机在线迁移的方法和系统

【技术领域】

本发明涉及网络通信技术领域，特别涉及一种虚拟机在线迁移的方法和系统。

【背景技术】

近年来，服务器高可用集群技术和虚拟服务器动态迁移技术，在数据中心容灾及计算资源调配方面得以广泛应用。在业务不间断的动态迁移要求下，运行中的虚拟机（VM）可实现动态迁移到不同物理机的虚拟平台上。一些服务器虚拟化软件可实现在两台虚拟化的物理服务器之间对VM做动态迁移，迁移至另一中心的虚拟机不仅保留原有IP地址，而且还保持迁移前的运行状态（如TCP会话状态）。

目前VM在线迁移一般采用内存复制的方法，具体地，在不同的物理服务器上启动一个一模一样的VM（OS+应用），然后将源VM的内存拷贝到目标VM，在此过程中源VM的内存发生了改变，云管理平台持续重复地对发生改变的内存进行拷贝，直到两边内存一致，完成迁移。这种方法存在以下缺陷：

1）这种方法是靠内存收敛即拷贝内容越来越少最终达到两边内存完全相同，这显然就需要做很多次的内存比较和拷贝，尤其在有些时候应用持续不断地接收到外部数据或者某些计算需要很长时间，内存很难收敛，内存比较和拷贝的次数更多，这必然会对云管理平台的性能带来影响和压力。

2）由于应用的多样性，很难找到适用于各种应用的收敛算法。

【发明内容】

本发明提供了一种VM在线迁移的方法和系统，以便于降低VM在线迁移过程中大量内存拷贝操作而对云管理平台的性能带来的影响，且无需找到适用于各种应用的收敛算法。

具体技术方案如下：

一种虚拟机VM在线迁移的方法，该方法包括：

开始迁移的步骤：云管理平台设置数据中心接入交换机的迁移模块托管源VM的IP地址，并拷贝源VM的内存数据到目的VM；

迁移中的步骤：所述迁移模块将所托管IP地址相关的会话session中开始迁移时已经存在的session路由到源VM，将新建的session路由到目的VM；

结束迁移的步骤：所述云管理平台在所述已经存在的session全部关闭时，释放迁移模块托管的IP地址并将其配置到目的VM；比较源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据，依据变化的内容修改目的VM的内存数据。

根据本发明一优选实施例，所述云管理平台设置交换机的迁移模块托管源VM的IP地址具体包括：

所述云管理平台将源VM的IP地址配置在所述迁移模块上；

为源VM配置新的IP地址，并在目的VM安装启动完成后为目的VM配置新的IP地址，并将为源VM和目的VM配置的新的IP地址通知给所述迁移模块。

根据本发明一优选实施例，在所述开始迁移的步骤中还包括：

云管理平台启动目的VM并安装启动应用软件。

根据本发明一优选实施例，所述结束迁移的步骤中还包括：

所述迁移模块检测到所述已经存在的session全部关闭时，通知云管理平台；

所述云管理平台通知所述迁移模块结束执行所述迁移中的步骤。

根据本发明一优选实施例，在所述结束迁移的步骤中，所述云管理平台在监测到源VM的内存数据不再发生变化时，执行所述比较源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据的步骤。

根据本发明一优选实施例，所述结束迁移的步骤中还包括：

所述云管理平台删除所述源VM。

一种虚拟机VM在线迁移的系统，该系统包括：

云管理平台，用于在开始迁移时设置交换机的迁移模块托管源VM的IP地址，并拷贝源VM的内存数据到目的VM；

数据中心接入交换机的迁移模块，用于将所托管IP地址相关的会话session中开始迁移时已经存在的session路由到源VM，将新建的session路由到目的VM；

所述云管理平台还用于在所述已经存在的session全部关闭时，释放迁移模块托管的IP地址并将其配置到目的VM；比较源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据，依据变化的内容修改目的VM的内存数据。

根据本发明一优选实施例，所述云管理平台在设置交换机的迁移模块托管源VM的IP地址时，具体执行：

将源VM的IP地址配置在所述迁移模块上；

为源VM配置新的IP地址，并在目的VM安装启动完成后为目的VM配置新的IP地址，并将为源VM和目的VM配置的新的IP地址通知给所述迁移模块。

根据本发明一优选实施例，云管理平台，还用于在开始迁移时启动目的VM并安装启动应用软件。

根据本发明一优选实施例，所述迁移模块检测到所述已经存在的session全部关闭时，通知云管理平台；

所述云管理平台通知所述迁移模块结束工作。

根据本发明一优选实施例，所述云管理平台在监测到源VM的内存数据不再发生变化时，执行所述比较源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据的操作。

根据本发明一优选实施例，所述云管理平台，还用于在结束迁移时删除所述源VM。

由以上技术方案可以看出，本发明提供的方法和系统仅需要在开始迁移时进行一次内存数据的拷贝，在迁移结束时进行一次内存数据比较和修改，无需进行大量的内存比较和拷贝，减小了对云管理平台的性能带来的影响和压力；另外，也不需要收敛算法，实现更加简单。

【附图说明】

图1为本发明实施例一提供的VM在线迁移的方法流程图；

图2a为本发明实施例提供的迁移前的实例图；

图2b为本发明实施例提供的迁移开始的实例图；

图2c为本发明实施例提供的迁移中的实例图；

图2d为本发明实施例提供的迁移结束的实例图；

图2e为本发明实施例提供的迁移完成之后的实例图；

图3为本发明实施例二提供的VM在线迁移的系统结构图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述。

本发明通过在数据中心的接入交换机（以下实施例中简称交换机）增加迁移模块，在VM迁移过程中采用IP地址托管的方式对新旧会话（session）进行控制，下面首先通过实施例一对具体的在线迁移过程进行详细描述。

实施例一、

图1为本发明实施例一提供的VM在线迁移的方法流程图，如图1所示，该方法主要包括三个过程：开始迁移、迁移中和迁移结束。

步骤101：云管理平台设置交换机的迁移模块托管源VM的IP地址。

VM的在线迁移由云管理平台发起，至于发起原因本发明实施例并不加以限制，此处设置迁移模块托管源VM的IP地址包括以下内容：

1）将源VM的IP地址配置在交换机的迁移模块上。

2）为源VM配置新的IP地址，并在目的VM安装启动完成后为目的VM配置新的IP地址，并通知迁移模块。其中源VM和目的VM的新IP地址可以配置为同网段的其他IP地址，理论上只要与源VM原始的IP地址不同，且源VM和目的VM配置的新的IP地址不同即可。

此处将源VM和目的VM配置的新的IP地址通知迁移模块是为了在后续步骤205中迁移模块能够完成对源VM和目的VM的session路由，具体将在步骤205中描述。

步骤102：云管理平台启动目的VM并安装启动应用软件。

本步骤中云管理平台启动一个新的虚拟机作为目的虚拟机，并安装启动应用软件，该新的虚拟机可以与源VM分属于不同的物理机。

步骤103：云管理平台拷贝源VM的内存数据到目的VM。

由于VM的内存数据包含访问session所使用的临时数据，以及一些计算相关的数据，这些数据都是保证服务正常进行不可或缺的数据，因此在迁移过程中必须进行内存数据的拷贝，从而使得在迁移完成后目的VM能够接着进行源VM的服务。

步骤104：云管理平台向交换机的迁移模块发送开始迁移指令。

此处云管理平台向迁移模块发送迁移指令的目的是通知迁移模块进入工作状况，开始进行其所托管IP地址相关的session路由控制，即开始执行步骤105所述的工作。

上述步骤101和步骤104是开始迁移过程中执行的步骤，各步骤之间没有限定的先后顺序，可以以任意顺序先后执行，也可以同时执行。

步骤105：交换机的迁移模块将所托管IP地址相关的session中开始迁移时已经存在的session继续路由到源VM，将新建的session路由到目的VM。

本步骤是迁移中执行的步骤。迁移模块对源VM的IP地址的接管实际上就是接管了原属于源VM的外部session，为了保持业务不中断，接收到迁移指令时源VM已经存在的session（即属于该session的数据）继续路由到源VM，新的session则全部路由到目的VM。

由于在步骤101中云管理平台为源VM和目的VM配置新的IP地址后，会将源VM和目的VM的新的IP地址通知给迁移模块，因此，迁移模块在进行session的路由时，就能够依据源VM和目的VM的新的IP地址进行路由。

步骤106：交换机的迁移模块检测到路由到源VM的session全部关闭时，通知云管理平台。

路由到源VM的session也就是开始迁移时已经存在的session，一旦这部分session全关闭了，就意味着源VM在迁移过程中的服务已经完成，此时结束迁移不会造成在线服务的中断，目的VM就可以完全接管原属于源VM的工作。

步骤107：云管理平台释放迁移模块托管的IP地址，将其配置到目的VM。

步骤108：云管理平台通知迁移模块结束步骤105所述的工作。

迁移模块托管的源VM的IP地址被释放后，迁移模块就不再进行该IP地址相关session的路由，由于该IP地址被配置到目的VM，因此后续该IP地址相关的session会由交换机直接路由至目的VM。

至此迁移模块和源VM都不再参与源VM在迁移前的IP地址相关的服务，而转由目的VM提供。

步骤109：云管理平台比较源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据，依据变化的内容修改目的VM的内存数据。

由于此时源VM的session已经结束，源VM的内存数据不再变化，因此可以利用开始迁移到当前发生变化的源VM的内存数据来修改目的VM的内存数据，使得目的VM的内存数据内容与源VM的内存数据内容相同。但可能由于计算原因源VM的内存数据还会有短暂的变化，因此优选地，本步骤中云管理平台可以在监测到源VM的内存数据不再变化时，再开始修改目的VM的内存数据。

步骤110：云管理平台删除源VM。

通常情况下，由于源VM至目的VM的迁移已经结束，因此可以删除源VM，当然如果对源VM有其他扩展功能，也可以不删除该源VM，本发明对此并不加以限制。

上述步骤106和步骤110为迁移结束过程的步骤。

下面举一个实例对上述迁移过程进行描述，如图2a所示，假设要将实现从物理机A到物理机B的VM迁移，在迁移前的状况是：源VM的IP地址为10.9.1.10，该IP地址相关的session均由交换机路由至物理机A中的源VM。

在迁移开始时，如图2b所示，将迁移模块接管源VM的IP地址，为源VM和新创建并启动的目的VM分配新的IP地址，即迁移模块的IP地址配置为10.9.1.10，源VM和目的VM的IP地址分别配置为10.9.1.30和10.9.1.31，且迁移模块记录源VM和目的VM新的IP地址。将源VM的内存数据拷贝至目的VM。

在迁移中，如图2c所示，迁移模块将10.9.1.10相关的开始迁移时已经存在的session路由至10.9.1.30，将10.9.1.10相关的新session路由至10.9.1.31。

在迁移结束过程时，如图2d所示，迁移模块释放托管的源VM的IP地址10.9.1.10，将该IP地址配置给目的VM，并利用从开始迁移至此发生变化的源VM的内存数据修改目的VM的内存数据。

在迁移完成之后，10.9.1.10相关的session由交换机直接路由至目的VM。

实施例二、

图3为本发明实施例二提供的VM在线迁移的系统结构图，如图3所示，云管理平台是数据中心云资源的配置和管理平台，本实施例中负责迁移的启动、目的VM的安装启动、迁移模块的接管配置、源VM和目的VM的IP地址配置、源VM至目的VM的内存拷贝等。

交换机的迁移模块是在交换机中新增的模块，该交换机是数据中心的三层接入交换机，源VM和目的VM都通过该交换机接入网络。迁移模块在VM迁移时实现外部session的路由控制。

在开始迁移时云管理平台设置交换机的迁移模块托管源VM的IP地址，并拷贝源VM的内存数据到目的VM。

其中云管理平台在设置交换机的迁移模块托管源VM的IP地址时，具体执行：

将源VM的IP地址配置在迁移模块上；

为源VM配置新的IP地址，并在目的VM安装启动完成后为目的VM配置新的IP地址，并将为源VM和目的VM配置的新的IP地址通知给迁移模块。

该系统的目的VM可以直接采用已安装并启动的某个VM，也可以由云管理平台安装并启动，该目的VM可以与源VM分属于不同的物理机。

在迁移中时，交换机的迁移模块，用于将所托管IP地址相关的会话session中开始迁移时已经存在的session路由到源VM，将新建的session路由到目的VM；

在迁移结束时，云管理平台还用于在已经存在的session全部关闭时，释放迁移模块托管的IP地址并将其配置到目的VM；比较源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据，依据变化的内容修改目的VM的内存数据。

具体地，当迁移模块检测到已经存在的session全部关闭时，通知云管理平台；云管理平台通知迁移模块结束工作，即结束关于session的路由控制工作。

另外，云管理平台在结束迁移时可以删除源VM。

上述实施例是以源VM和目的VM通过同一个接入交换机为例进行的描述，本发明所提供的方法和系统也适用于源VM和目的VM接入不同的接入交换机的场景，这种场景下，上述迁移模块在其中一台接入交换机上设置并启用即可，具体实现方法与上述实施例相同。

由以上描述可以看出，本发明提供的方法和系统具备以下优点：

1）本发明在迁移时交换机中的迁移模块通过接管源VM的IP地址的方式保证迁移过程中服务不中断。

2）仅需要在开始迁移时进行一次内存数据的拷贝，在迁移结束时进行一次内存数据比较和修改，无需进行大量的内存比较和拷贝，减小了对云管理平台的性能带来的影响和压力。

3）无需收敛算法，实现更加简单，相比较现有迁移方法迁移速度更快。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (8)

1.一种虚拟机VM在线迁移的方法，其特征在于，该方法包括：

开始迁移的步骤：云管理平台设置数据中心接入交换机的迁移模块托管源VM的IP地址，并将所述源VM的内存数据拷贝到目的VM；

迁移中的步骤：所述迁移模块在与托管IP地址相关的会话session中，将开始迁移时已经存在的session路由到所述源VM，将新建的session路由到所述目的VM；

结束迁移的步骤：所述云管理平台在所述开始迁移时已经存在的session全部关闭时，释放所述迁移模块托管的IP地址并将其配置到所述目的VM；比较所述源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据，依据变化的内容修改所述目的VM的内存数据，

其中，所述云管理平台设置数据中心接入交换机的迁移模块托管源VM的IP地址具体包括：

所述云管理平台将所述源VM的IP地址配置在所述迁移模块上；

为所述源VM配置新的IP地址，并在所述目的VM安装启动完成后为所述目的VM配置新的IP地址，并将为所述源VM和所述目的VM配置的新的IP地址通知给所述迁移模块。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结束迁移的步骤中还包括：

所述迁移模块检测到所述开始迁移时已经存在的session全部关闭时，通知所述云管理平台；

所述云管理平台根据所述迁移模块的通知，执行释放所述迁移模块托管的IP地址并将其配置到所述目的VM的步骤。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述结束迁移的步骤中，所述云管理平台在监测到所述源VM的内存数据不再发生变化时，执行所述比较所述源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据的步骤。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述结束迁移的步骤中还包括：

所述云管理平台在迁移结束后删除所述源VM。

5.一种虚拟机VM在线迁移的系统，其特征在于，该系统包括：

云管理平台，用于在开始迁移时设置数据中心接入交换机的迁移模块托管源VM的IP地址，并将所述源VM的内存数据拷贝到目的VM；

数据中心接入交换机的迁移模块，用于在与所托管IP地址相关的会话session中，将开始迁移时已经存在的session路由到所述源VM，将新建的session路由到所述目的VM；

所述云管理平台还用于在所述开始迁移时已经存在的session全部关闭时，释放所述迁移模块托管的IP地址并将其配置到所述目的VM；比较所述源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据，依据变化的内容修改所述目的VM的内存数据；

其中，所述云管理平台在设置交换机的迁移模块托管源VM的IP地址时，具体执行：

将所述源VM的IP地址配置在所述迁移模块上；

为所述源VM配置新的IP地址，并在所述目的VM安装启动完成后为所述目的VM配置新的IP地址，并将为所述源VM和所述目的VM配置的新的IP地址通知给所述迁移模块。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述迁移模块检测到所述开始迁移时已经存在的session全部关闭时，通知所述云管理平台；

所述云管理平台根据所述迁移模块的通知，执行释放所述迁移模块托管的IP地址并将其配置到所述目的VM的操作。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述云管理平台在监测到所述源VM的内存数据不再发生变化时，执行所述比较所述源VM当前的内存数据与开始迁移时的内存数据的操作。

8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述云管理平台，还用于在迁移结束后删除所述源VM。