CN103823708B - 虚拟机读写请求处理的方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟机读写请求处理的方法和装置，其中方法包括：接收虚拟机操作系统输出的读写请求；记录所述读写请求的相关信息，并发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器；当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，获取记录的所述读写请求的相关信息；在可恢复型问题解决后，根据所述读写请求的相关信息，重新发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器。本发明确保了虚拟机操作系统持续维持正常工作，有效避免了系统崩溃或蓝屏的情况发生。

Description

虚拟机读写请求处理的方法和装置

技术领域

本发明涉及到数据处理技术领域，特别涉及到虚拟机读写请求处理的方法和装置。

背景技术

虚拟化技术可以在一台高性能物理机上虚拟化出多台物理机，通过软件模拟的具有完整硬件系统功能的、运行在一个完全隔离环境中的完整计算机系统被称为虚拟机，例如KVM（Kernel-based Virtual Machine，基于Linux内核的虚拟机）。存储服务器用来保存镜像信息和用户数据，使用过程中可能存在一些异常的情况，例如网络中断，存储服务器掉线，存储服务器异常重启，存储服务器存储空间不足等，虚拟机在这种情况下进行IO读写操作时会得到读写错误信息，当虚拟机上运行的操作系统（例如Guest机操作系统）收到多次此类错误时，会认为存储服务器的磁盘已发生了严重的错误，这时候虚拟机操作系统会崩溃，用户数据有可能会丢失，特别是对于某段时间内网络不稳定的情况下，系统频繁崩溃会对系统稳定性造成严重影响。

发明内容

本发明的主要目的为提供一种虚拟机读写请求处理的方法和装置，在存储访问异常时，能有效避免虚拟机系统崩溃。

本发明提出一种虚拟机读写请求处理的方法，包括步骤：

接收虚拟机操作系统输出的读写请求；

记录所述读写请求的相关信息，并发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器；

当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，获取记录的所述读写请求的相关信息；

在可恢复型问题解决后，根据所述读写请求的相关信息，重新发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器。

优选地，所述在可恢复型问题解决后，根据所述读写请求的相关信息，重新发送所述读写请求至宿主机系统的步骤之前还包括：

当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，控制所述虚拟机进入休眠模式，并发送提示消息至人机交互端，提示有可恢复型问题待解决；

在可恢复型问题解决后，唤醒所述虚拟机。

优选地，所述记录读写请求的相关信息，并发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器的步骤之后还包括：

当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是不可恢复型问题时，转发所述请求失败的响应至所述虚拟机操作系统，读写操作失败。

优选地，所述可恢复型问题包括网络中断、或未与所述存储服务器建立连接、或所述存储服务器正在重启、或所述存储服务器存储空间不足；

所述不可恢复型问题包括所述存储服务器的磁盘损坏。

优选地，所述记录读写请求的相关信息，并发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器的步骤之后还包括：

当接收到所述宿主机系统返回请求成功的响应时，转发所述请求成功的响应至所述虚拟机操作系统，所述虚拟机操作系统执行正常的读写操作。

本发明还提出一种虚拟机读写请求处理的装置，包括：

请求接收模块，用于接收虚拟机操作系统输出的读写请求；

记录模块，用于记录所述读写请求的相关信息；

请求发送模块，用于发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器；

记录获取模块，用于当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，获取记录的所述读写请求的相关信息；

所述请求发送模块还用于，在可恢复型问题解决后，根据所述读写请求的相关信息，重新发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器。

优选地，所述虚拟机读写请求处理的装置还包括：

休眠模块，用于当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，控制所述虚拟机进入休眠模式；

提示模块，用于发送提示消息至人机交互端，提示有可恢复型问题待解决；

唤醒模块，用于在可恢复型问题解决后，唤醒所述虚拟机。

优选地，所述虚拟机读写请求处理的装置还包括响应转发模块，用于当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是不可恢复型问题时，转发所述请求失败的响应至所述虚拟机操作系统，读写操作失败。

优选地，所述可恢复型问题包括网络中断、或未与所述存储服务器建立连接、或所述存储服务器正在重启、或所述存储服务器存储空间不足；

所述不可恢复型问题包括所述存储服务器的磁盘损坏。

优选地，所述响应转发模块还用于，当接收到所述宿主机系统返回请求成功的响应时，转发所述请求成功的响应至所述虚拟机操作系统，所述虚拟机操作系统执行正常的读写操作。

本发明的虚拟机进程在进行读写请求处理操作时，对于读写请求失败原因为可恢复型问题的情况，并不立即将操作结果发送给虚拟机操作系统，而是在可恢复型问题解决后重新提交请求，直至请求提交成功后，才将操作结果返回给虚拟机操作系统，确保了虚拟机操作系统持续维持正常工作，有效避免了系统崩溃或蓝屏的情况发生。

附图说明

图1为本发明虚拟机读写请求处理的方法的第一实施例的流程图；

图2为本发明虚拟机读写请求处理的方法的第二实施例的流程图；

图3为本发明虚拟机读写请求处理的方法的第三实施例的流程图；

图4为本发明虚拟机读写请求处理的装置的第一实施例的结构示意图；

图5为本发明虚拟机读写请求处理的装置的第二实施例的结构示意图；

图6为本发明虚拟机读写请求处理的装置的第三实施例的结构示意图；

图7为本发明实施例中虚拟机与存储服务器交互的结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，图1为本发明虚拟机读写请求处理的方法的第一实施例的流程图。本实施例提到的虚拟机读写请求处理的方法，包括步骤：

步骤S10，接收虚拟机操作系统输出的读写请求；

本实施例可一并参照图7所示的虚拟机与存储服务器交互的结构示意图，本实施例的硬件结构可包括宿主机和存储服务器。宿主机为安装虚拟机软件的物理机，宿主机系统即宿主机上运行的操作系统，例如Linux；存储服务器是用于保存数据的服务器，例如nfs，iscsi等通过网络访问的共享存储。一台高性能的物理机可以运行多个虚拟机，每一个虚拟机都包含一个虚拟机进程，例如KVM进程，上面运行了一个对应的虚拟机操作系统，例如Guest机操作系统。虚拟机操作系统里面进行读写操作时，例如编辑word文档并且保存，需要将读写请求发送给虚拟机进程，然后由虚拟机进程提交给物理机的宿主机系统，例如Linux内核。

步骤S20，记录读写请求的相关信息；

在虚拟机进程将读写请求提交给宿主机系统之前，虚拟机进程还将读写请求的相关信息记录下来，记录的读写请求的相关信息可包括读写操作扇区、读写偏移信息和读写操作文件信息等，以便于在需要重新提交读写请求时，能够获取到准确的信息。

步骤S30，发送读写请求至宿主机系统，由宿主机系统转发给存储服务器；

虚拟机进程将已记录的读写请求发送至宿主机系统，由宿主机系统通过网络发送给对应的存储服务器。

步骤S40，当接收到宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，获取记录的读写请求的相关信息；

存储服务器在接收读写请求后，向宿主机系统返回读写操作响应，如果读写请求接收失败，则宿主机系统会接收到存储服务器返回的读写请求失败的响应，或根据读写请求发送情况，自己生成一个读写请求失败的响应。宿主机系统将请求失败的响应返回给虚拟机进程，由虚拟机进程根据请求失败原因进行相应操作。

请求失败原因包括可恢复型问题和不可恢复型问题。不可恢复型问题包括存储服务器的磁盘损坏，可能需要更换新的磁盘，这种问题解决起来比较麻烦，耗费时间较长。而可恢复型问题可包括网络中断、或未与存储服务器建立连接、或存储服务器正在重启、或存储服务器存储空间不足等，这些问题在等待一段时间后可自动修复或经人工修复，例如网络中断的问题，可由网络监控相关人员修复网络，存储服务器正在重启的问题，在存储服务器重启完毕后可继续进行网络数据传输。

步骤S50，在可恢复型问题解决后，根据读写请求的相关信息，重新发送读写请求至宿主机系统，由宿主机系统转发给存储服务器。

对于可恢复型问题，由于只是短暂的数据交互阻碍，可在等待一段时间后重新提交请求。虚拟机进程可每间隔一段时间，根据读写请求的相关信息，重新构建读写请求，并发送给宿主机系统，进行间歇的尝试提交请求，直至请求提交成功；或在问题解决前暂不提交，在接收到宿主机系统发回的问题已解决的消息后，再向宿主机系统发送读写请求，以提高请求发送的成功率。虚拟机进程接收到宿主机系统返回的请求发送成功的响应后，才将操作结果返回给虚拟机操作系统，如此一来，对于虚拟机操作系统来说，并不知道底层发生过错误，虚拟机操作系统可以持续地维持正常工作，有效避免了系统崩溃或蓝屏的情况发生。

本发明的虚拟机进程在进行读写请求处理操作时，对于读写请求失败原因为可恢复型问题的情况，并不立即将操作结果发送给虚拟机操作系统，而是在可恢复型问题解决后重新提交请求，直至请求提交成功后，才将操作结果返回给虚拟机操作系统，确保了虚拟机操作系统持续维持正常工作，有效避免了系统崩溃或蓝屏的情况发生。

如图2所示，图2为本发明虚拟机读写请求处理的方法的第二实施例的流程图。本实施例以图1所示实施例为基础，在步骤S50之前还包括：

步骤S41，控制虚拟机进入休眠模式，并发送提示消息至人机交互端，提示有可恢复型问题待解决；

步骤S42，在可恢复型问题解决后，唤醒所述虚拟机。

本实施例对于请求失败的原因是可恢复型问题的情况，由于此时数据无法转发给存储服务器，此时虚拟机若继续工作，将会造成过多的数据堆积，进而产生错误的数据传输问题，因此，在遇到可恢复型问题时，暂时控制虚拟机进入休眠模式，中断与虚拟机之间的数据传输，在问题解决后，再重新唤醒虚拟机，恢复与虚拟机读写操作。同时，为了能够及时解决问题，可提供一个面向工作人员的人机交互端，虚拟机进程在发现问题时，根据问题类型生成提示消息，将提示消息发送给人机交互端，提示工作人员及时解决该问题。在发送提示消息时，如果人机交互端设置在虚拟机所在物理机内时，可由虚拟机进程直接发送给人机交互端，如果人机交互端设置在其他物理机或服务器上，虚拟机进程可将提示消息发送给宿主机系统，由宿主机系统将提示消息通过网络发送给人机交互端。由于增加了提示消息，能够及时解决可恢复型问题，尽早恢复读写操作，提高读写效率。

如图3所示，图3为本发明虚拟机读写请求处理的方法的第三实施例的流程图。本实施例以图1所示实施例为基础，在步骤S30之后还包括：

步骤S60，当接收到宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是不可恢复型问题时，转发请求失败的响应至虚拟机操作系统，读写操作失败。

当请求失败的原因是不可恢复型问题时，存储服务器的磁盘损坏，可能需要更换新的磁盘，这种问题解决起来比较麻烦，耗费时间较长，则直接将失败的响应返回给虚拟机操作系统，告知虚拟机操作系统当前存储服务器的磁盘已坏，不能继续执行读写操作，应及时更换存储服务器，以便于正常的读写操作，避免了虚拟机操作系统发生系统崩溃或蓝屏。

步骤S70，当接收到宿主机系统返回请求成功的响应时，转发请求成功的响应至虚拟机操作系统，虚拟机操作系统执行正常的读写操作。

对于读写操作成功的响应，虚拟机进程直接返回给虚拟机操作系统，虚拟机操作系统可执行正常的读写操作。

本实施例在读写请求失败时，对于可恢复型问题和不可恢复型问题采用不同的处理方式，确保了虚拟机操作系统持续维持正常工作，有效避免了系统崩溃或蓝屏的情况发生。

如图4所示，图4为本发明虚拟机读写请求处理的装置的第一实施例的结构示意图。本实施例提出的虚拟机读写请求处理的装置，包括：

请求接收模块10，用于接收虚拟机操作系统输出的读写请求；

记录模块20，用于记录读写请求的相关信息；

请求发送模块30，用于发送读写请求至宿主机系统，由宿主机系统转发给存储服务器；

记录获取模块40，用于当接收到宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，获取记录的读写请求的相关信息；

请求发送模块30还用于，在可恢复型问题解决后，根据读写请求的相关信息，重新发送读写请求至宿主机系统，由宿主机系统转发给存储服务器。

本实施例可一并参照图7所示的虚拟机与存储服务器交互的结构示意图，本实施例的硬件结构可包括宿主机和存储服务器。宿主机为安装虚拟机软件的物理机，宿主机系统即宿主机上运行的操作系统，例如Linux；存储服务器是用于保存数据的服务器，例如nfs，iscsi等通过网络访问的共享存储。一台高性能的物理机可以运行多个虚拟机，每一个虚拟机都包含一个虚拟机进程，例如KVM进程，上面运行了一个对应的虚拟机操作系统，例如Guest机操作系统。虚拟机操作系统里面进行读写操作时，例如编辑word文档并且保存，需要将读写请求发送给虚拟机进程，然后由虚拟机进程提交给物理机的宿主机系统，例如Linux内核。

在虚拟机进程将读写请求提交给宿主机系统之前，虚拟机进程还将读写请求的相关信息记录下来，记录的读写请求的相关信息可包括读写操作扇区、读写偏移信息和读写操作文件信息等，以便于在需要重新提交读写请求时，能够获取到准确的信息。虚拟机进程将已记录的读写请求发送至宿主机系统，由宿主机系统通过网络发送给对应的存储服务器。

存储服务器在接收读写请求后，向宿主机系统返回读写操作响应，如果读写请求接收失败，则宿主机系统会接收到存储服务器返回的读写请求失败的响应，或根据读写请求发送情况，自己生成一个读写请求失败的响应。宿主机系统将请求失败的响应返回给虚拟机进程，由虚拟机进程根据请求失败原因进行相应操作。

请求失败原因包括可恢复型问题和不可恢复型问题。不可恢复型问题包括存储服务器的磁盘损坏，可能需要更换新的磁盘，这种问题解决起来比较麻烦，耗费时间较长。而可恢复型问题可包括网络中断、或未与存储服务器建立连接、或存储服务器正在重启、或存储服务器存储空间不足等，这些问题在等待一段时间后可自动修复或经人工修复，例如网络中断的问题，可由网络监控相关人员修复网络，存储服务器正在重启的问题，在存储服务器重启完毕后可继续进行网络数据传输。

对于可恢复型问题，由于只是短暂的数据交互阻碍，可在等待一段时间后重新提交请求。虚拟机进程可每间隔一段时间，根据读写请求的相关信息，重新构建读写请求，并发送给宿主机系统，进行间歇的尝试提交请求，直至请求提交成功；或在问题解决前暂不提交，在接收到宿主机系统发回的问题已解决的消息后，再向宿主机系统发送读写请求，以提高请求发送的成功率。虚拟机进程接收到宿主机系统返回的请求发送成功的响应后，才将操作结果返回给虚拟机操作系统，如此一来，对于虚拟机操作系统来说，并不知道底层发生过错误，虚拟机操作系统可以持续地维持正常工作，有效避免了系统崩溃或蓝屏的情况发生。

本发明的虚拟机进程在进行读写请求处理操作时，对于读写请求失败原因为可恢复型问题的情况，并不立即将操作结果发送给虚拟机操作系统，而是在可恢复型问题解决后重新提交请求，直至请求提交成功后，才将操作结果返回给虚拟机操作系统，确保了虚拟机操作系统持续维持正常工作，有效避免了系统崩溃或蓝屏的情况发生。

如图5所示，图5为本发明虚拟机读写请求处理的装置的第二实施例的结构示意图。本实施例在图4所示实施例的基础上，增加了以下模块：

休眠模块50，用于当接收到宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，控制所述虚拟机进入休眠模式；

提示模块60，用于发送提示消息至人机交互端，提示有可恢复型问题待解决；

唤醒模块70，用于在可恢复型问题解决后，唤醒虚拟机。

本实施例对于请求失败的原因是可恢复型问题的情况，由于此时数据无法转发给存储服务器，此时虚拟机若继续工作，将会造成过多的数据堆积，进而产生错误的数据传输问题，因此，在遇到可恢复型问题时，暂时控制虚拟机进入休眠模式，中断与虚拟机之间的数据传输，在问题解决后，再重新唤醒虚拟机，恢复与虚拟机读写操作。同时，为了能够及时解决问题，可提供一个面向工作人员的人机交互端，虚拟机进程在发现问题时，根据问题类型生成提示消息，将提示消息发送给人机交互端，提示工作人员及时解决该问题。在发送提示消息时，如果人机交互端设置在虚拟机所在物理机内时，可由虚拟机进程直接发送给人机交互端，如果人机交互端设置在其他物理机或服务器上，虚拟机进程可将提示消息发送给宿主机系统，由宿主机系统将提示消息通过网络发送给人机交互端。由于增加了提示消息，能够及时解决可恢复型问题，尽早恢复读写操作，提高读写效率。

如图6所示，图6为本发明虚拟机读写请求处理的装置的第三实施例的结构示意图。本实施例在图4所示实施例的基础上，增加了响应转发模块80，用于当接收到宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是不可恢复型问题时，转发请求失败的响应至虚拟机操作系统，读写操作失败。

进一步的，响应转发模块80还用于，当接收到宿主机系统返回请求成功的响应时，转发请求成功的响应至虚拟机操作系统，虚拟机操作系统执行正常的读写操作。

当请求失败的原因是不可恢复型问题时，存储服务器的磁盘损坏，可能需要更换新的磁盘，这种问题解决起来比较麻烦，耗费时间较长，则直接将失败的响应返回给虚拟机操作系统，告知虚拟机操作系统当前存储服务器的磁盘已坏，不能继续执行读写操作，应及时更换存储服务器，以便于正常的读写操作，避免了虚拟机操作系统发生系统崩溃或蓝屏。对于读写操作成功的响应，虚拟机进程直接返回给虚拟机操作系统，虚拟机操作系统可执行正常的读写操作。

本实施例在读写请求失败时，对于可恢复型问题和不可恢复型问题采用不同的处理方式，确保了虚拟机操作系统持续维持正常工作，有效避免了系统崩溃或蓝屏的情况发生。

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等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种虚拟机读写请求处理的方法，其特征在于，包括步骤：

接收虚拟机操作系统输出的读写请求；

记录所述读写请求的相关信息，并发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器；

当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，获取记录的所述读写请求的相关信息；

在可恢复型问题解决后，根据所述读写请求的相关信息，重新发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器。

2.根据权利要求1所述的虚拟机读写请求处理的方法，其特征在于，所述在可恢复型问题解决后，根据所述读写请求的相关信息，重新发送所述读写请求至宿主机系统的步骤之前还包括：

当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，控制所述虚拟机进入休眠模式，并发送提示消息至人机交互端，提示有可恢复型问题待解决；

在可恢复型问题解决后，唤醒所述虚拟机。

3.根据权利要求1或2所述的虚拟机读写请求处理的方法，其特征在于，所述记录读写请求的相关信息，并发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器的步骤之后还包括：

当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是不可恢复型问题时，转发所述请求失败的响应至所述虚拟机操作系统，读写操作失败。

4.根据权利要求3所述的虚拟机读写请求处理的方法，其特征在于，所述可恢复型问题包括网络中断、或未与所述存储服务器建立连接、或所述存储服务器正在重启、或所述存储服务器存储空间不足；

所述不可恢复型问题包括所述存储服务器的磁盘损坏。

5.根据权利要求3所述的虚拟机读写请求处理的方法，其特征在于，所述记录读写请求的相关信息，并发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器的步骤之后还包括：

当接收到所述宿主机系统返回请求成功的响应时，转发所述请求成功的响应至所述虚拟机操作系统，所述虚拟机操作系统执行正常的读写操作。

6.一种虚拟机读写请求处理的装置，其特征在于，包括：

请求接收模块，用于接收虚拟机操作系统输出的读写请求；

记录模块，用于记录所述读写请求的相关信息；

请求发送模块，用于发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器；

记录获取模块，用于当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，获取记录的所述读写请求的相关信息；

所述请求发送模块还用于，在可恢复型问题解决后，根据所述读写请求的相关信息，重新发送所述读写请求至宿主机系统，由所述宿主机系统转发给存储服务器。

7.根据权利要求6所述的虚拟机读写请求处理的装置，其特征在于，还包括：

休眠模块，用于当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是可恢复型问题时，控制所述虚拟机进入休眠模式；

提示模块，用于发送提示消息至人机交互端，提示有可恢复型问题待解决；

唤醒模块，用于在可恢复型问题解决后，唤醒所述虚拟机。

8.根据权利要求6或7所述的虚拟机读写请求处理的装置，其特征在于，还包括响应转发模块，用于当接收到所述宿主机系统返回请求失败的响应，且请求失败的原因是不可恢复型问题时，转发所述请求失败的响应至所述虚拟机操作系统，读写操作失败。

9.根据权利要求8所述的虚拟机读写请求处理的装置，其特征在于，所述可恢复型问题包括网络中断、或未与所述存储服务器建立连接、或所述存储服务器正在重启、或所述存储服务器存储空间不足；

所述不可恢复型问题包括所述存储服务器的磁盘损坏。

10.根据权利要求8所述的虚拟机读写请求处理的装置，其特征在于，所述响应转发模块还用于，当接收到所述宿主机系统返回请求成功的响应时，转发所述请求成功的响应至所述虚拟机操作系统，所述虚拟机操作系统执行正常的读写操作。