CN104375877A - 一种虚拟机在线快照生成与删除方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种虚拟机在线快照生成与删除方法。本发明在线快照生成的过程中首先要暂停虚拟机后端IO读写，然后修改磁盘快照文件名称及大小、创建快照文件，接着创建虚拟机快照，最后恢复虚拟机后端IO读写；在删除虚拟机快照过程中首先判断所删快照是否有子节点，对于没有子节点的快照直接进行物理删除，对于有节点的快照需要进一步判断是否只有一个子节点，若不是则只能先进行逻辑删除并记录，若是则需要先暂停虚拟机后端IO读写，然后进行快照的合并与重定义父节点操作，接着物理删除快照，最后恢复虚拟机后端IO读写。本发明解决了虚拟机关机备份所引起的时间长、业务中断久等问题；可用于虚拟机在线快照中。
Description
技术领域
本发明涉及云计算技术领域，特别是一种虚拟机在线快照生成与删除方法。
背景技术
在云计算平台中，备份恢复机制是必不可少的，采用这种冗余存储的方式便于在虚拟机崩溃后把其状态恢复到某个备份时间点上，虚拟机在某个时间点的备份被称之为快照。常用的快照方法步骤如下：
1、将虚拟机关机；
2、将虚拟机实例的镜像文件拷贝一份作为快照文件；
3、重新对虚拟机开机；
上述方法的实现最为简单，可存在以下的弊端：
1、在快照过程中虚拟机需要关机，影响虚拟机上业务系统的正常运行；
2、拷贝完整的虚拟机实例镜像文件需要的时间较长，恢复的需要时间也较长；
3、虚拟机快照文件占用的存储空间较大。
因此，需要一种在线的增量式的快照方法。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种虚拟机在线快照生成与删除方法，解决虚拟机关机备份所引起的备份时间长、业务中断久等问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
所述的方法包括在线快照生成和在线快照删除，其中，
在线快照生成包括如下步骤：
步骤1：暂停虚拟机后端IO读写，
步骤2：修改磁盘快照文件名称及大小、创建新的磁盘快照文件，
步骤3：创建快照，
步骤4：恢复虚拟机后端IO读写；
在线快照删除包括如下步骤：
步骤1：判断要删除的快照是否有子节点，如果有子节点则直接执行步骤3；
步骤2：物理删除快照，过程结束；
步骤3：判断是否只有一个子节点，如果是则直接执行步骤5；
步骤4：逻辑删除快照并记录，过程结束；
步骤5：暂停虚拟机后端IO读写；
步骤6：合并快照、重定义父节点；
步骤7：物理删除快照；
步骤8：恢复虚拟机后端IO读写。
所述的虚拟机在线快照是指在保持虚拟机正常运行不关机的情况下，对虚拟机的磁盘数据进行备份操作；
所述的磁盘可以是虚拟机系统盘，也可以是虚拟机数据盘。
所述的后端是指在宿主机中运行的负责与各个虚拟机进行IO交互的服务程序；
所述的暂停虚拟机后端IO是将宿主机上的后端服务程序置于挂起状态，将虚拟机前端发送过来的磁盘IO保存；
所述的前端是相对于后端、运行在虚拟机上的一个服务程序，短时间的暂停后端IO的读写功能不影响前端IO的运行，虚拟机正常运行。
所述的磁盘快照文件是指用于保存虚拟机磁盘数据的本地vhd、qcow2格式文件，或，本地或者网络上的lv块设备等后端存储介质；
所述的vhd、qcow2是虚拟机常用的镜像文件格式，lv是指逻辑卷。
所述的快照子节点是指在快照树结构中一快照基于另一快照创建；基于另一快照基础上创建的快照为子节点，创建另一快照的基础快照为父节点；
所述的快照树是指在基于本方法所创建出来的所有快照之间相互依赖，一个父节点可以创建多个子节点，子节点又可以充当父节点、创建多个子节点，各节点最终都依赖于同一个根节点，形成一个倒型树结构。
所述的快照合并是指将某个快照节点与其子节点进行合并，将数据合在一起，取消两者之间的父子关系。
所述的重定义父节点是指修改快照子节点的父节点。
本发明方案的有益效果如下：
1、本发明的快照生成方法是在线的，不需要对虚拟机进行关机操作，不会影响业务系统的正常运行；
2、本发明的快照生成方法在秒级内完成，对虚拟机所在物理机的资源消耗极少；
3、本发明的快照是增量式的快照，对存储空间的占用相对一般的全量快照少得多。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1为本发明的流程图；
图2为本发明的快照树示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明下面以逻辑卷lv的形式作为虚拟机的磁盘文件为例进行具体描述，首先创建虚拟机：
#lvcreate-L 20G-n lv_xen vg_infortrend
#dd if＝/root/win2008-R2-64bit-20G-original.vhd of＝/dev/vg_infortrend/lv_xenbs＝5M
#lvcreate-L 20G-n lv_xen_snap3 vg_infortrend
#vhd-util snapshot-n/dev/vg_infortrend/lv_xen_snap3-p/dev/vg_infortrend/lv_xen
上述中将虚拟机镜像文件win2008-R2-64bit-20G-original.vhd注入到逻辑卷lv_xen，创建lv_xen的外部快照到新的逻辑卷lv_xen_snap3中，并利用其启动虚拟机。
虚拟机在线快照过程如下：
(1)暂停虚拟机后端IO读写
#tap-ctl list //查看虚拟机Blktap信息
#tap-ctl pause-m 0-p 432 //暂停tapdisk
(2)改变虚拟机lv：重命名、缩减空间
#vhd-util query-n/dev/vg_infortrend/lv_xen_snap3-s//查看lv实际使用空间大小
#lvrename vg_infortrend lv_xen_snap3 lv_xen_snap3_snap2//重命名lv
#lvresize-f-L 1 G lv_xen_snap3_snap2//缩减lv所占空间(大于上述实际使用空间大小即可)
(3)新建虚拟机lv同名的lv
#lvcreate-L 20G-n lv_xen_snap3 vg_infortrend//重新创建与上述重命名之前同名的lv
(4)快照
#vhd-util snapshot-n/dev/vg_infortrend/lv_xen_snap3-p/dev/vg_infortrend/lv_xen_snap3_snap2//创建外部快照到新创建的lv
(5)恢复虚拟机后端IO读写
#tap-ctl unpause-m 0-p 432 //恢复tapdisk，虚拟机正常运行
根据上面所述步骤在线创建虚拟机磁盘的快照，在虚拟机运行过程中可以进行快照恢复操作，当用户确定不需要某个快照时，进行如下步骤可以达到删除虚拟机快照目的。
现在假设虚拟机的快照节点树如图2所示，其中A表示虚拟机正在运行的快照节点。当用户需要删除快照节点2时，由于节点2当前有两个子节点3和节点4，所有只能采用逻辑删除，即在数据表中产生一条记录record1。
当删除快照节点3时，由于3没有子节点，所以可以直接删除节点3对应的lv，删除完节点3的同时，根据record1得知前面已经逻辑删除的快照节点2只有一个子节点4，则需要继续进行快照合并与删除操作：把快照节点4和快照节点2合并，重定义虚拟机运行节点A的父节点。具体过程如下：
(1)删除快照3
#lvremove-f/dev/vg_infortrend/lv_xen_snap3_snap2_snap 1_snap 1
(2)暂停虚拟机后端IO读写
#tap-ctl list //查看虚拟机Blktap信息
#tap-ctl pause-m 0-p 432 //暂停虚拟机后端IO读写
(3)快照4和快照2合并
#lvresize-f-L 2G lv_xen_snap3_snap2_snap 1//修改父节点lv大小以便后足够的空间合并
#vhd-util coalesce-n/dev/vg_infortrend/lv_xen_snap3_snap2_snap 1_snap2
(4)重定义父节点
#vhd-util modify-n /dev/vg_infortrend/lv_xen_snap3-p/dev/vg_infortrend/lv_xen_snap3_snap2_snap 1
#lvremove-f/dev/vg_infortrend/lv_xen_snap3_snap2_snap 1_snap2
(5)恢复虚拟机后端IO读写
#tap-ctl unpause-m 0-p 432 //恢复虚拟机后端IO读写
通过上述步骤实现了虚拟机在线删除快照的目的，当然在虚拟机运行过程中，如果有需要进行快照恢复的操作，同样可以很容易的实现。
Claims (10)
1.一种虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的方法包括在线快照生成和在线快照删除，其中，
在线快照生成包括如下步骤：
步骤1：暂停虚拟机后端IO读写，
步骤2：修改磁盘快照文件名称及大小、创建新的磁盘快照文件，
步骤3：创建快照，
步骤4：恢复虚拟机后端IO读写；
在线快照删除包括如下步骤：
步骤1：判断要删除的快照是否有子节点，如果有子节点则直接执行步骤3；
步骤2：物理删除快照，过程结束；
步骤3：判断是否只有一个子节点，如果是则直接执行步骤5；
步骤4：逻辑删除快照并记录，过程结束；
步骤5：暂停虚拟机后端IO读写；
步骤6：合并快照、重定义父节点；
步骤7：物理删除快照；
步骤8：恢复虚拟机后端IO读写。
2.根据权利要求1所述的虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的虚拟机在线快照是指在保持虚拟机正常运行不关机的情况下，对虚拟机的磁盘数据进行备份操作；
所述的磁盘可以是虚拟机系统盘，也可以是虚拟机数据盘。
3.根据权利要求1所述的虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的后端是指在宿主机中运行的负责与各个虚拟机进行IO交互的服务程序；
所述的暂停虚拟机后端IO是将宿主机上的后端服务程序置于挂起状态，将虚拟机前端发送过来的磁盘IO保存；
所述的前端是相对于后端、运行在虚拟机上的一个服务程序，短时间的暂停后端IO的读写功能不影响前端IO的运行，虚拟机正常运行。
4.根据权利要求2所述的虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的后端是指在宿主机中运行的负责与各个虚拟机进行IO交互的服务程序；
所述的暂停虚拟机后端IO是将宿主机上的后端服务程序置于挂起状态，将虚拟机前端发送过来的磁盘IO保存；
所述的前端是相对于后端、运行在虚拟机上的一个服务程序，短时间的暂停后端IO的读写功能不影响前端IO的运行，虚拟机正常运行。
5.根据权利要求1至4任一项所述的虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的磁盘快照文件是指用于保存虚拟机磁盘数据的本地vhd、qcow2格式文件，或，本地或者网络上的1v块设备等后端存储介质；
所述的vhd、qcow2是虚拟机常用的镜像文件格式，1v是指逻辑卷。
6.根据权利要求1至4任一项所述的虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的快照子节点是指在快照树结构中一快照基于另一快照创建；基于另一快照基础上创建的快照为子节点，创建另一快照的基础快照为父节点；
所述的快照树是指在基于本方法所创建出来的所有快照之间相互依赖，一个父节点可以创建多个子节点，子节点又可以充当父节点、创建多个子节点，各节点最终都依赖于同一个根节点，形成一个倒型树结构。
7.根据权利要求5所述的虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的快照子节点是指在快照树结构中一快照基于另一快照创建；基于另一快照基础上创建的快照为子节点，创建另一快照的基础快照为父节点；
所述的快照树是指在基于本方法所创建出来的所有快照之间相互依赖，一个父节点可以创建多个子节点，子节点又可以充当父节点、创建多个子节点，各节点最终都依赖于同一个根节点，形成一个倒型树结构。
8.根据权利要求1至4任一项所述的虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的快照合并是指将某个快照节点与其子节点进行合并，将数据合在一起，取消两者之间的父子关系。
9.根据权利要求1至4任一项所述的虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的重定义父节点是指修改快照子节点的父节点。
10.根据权利要求7所述的虚拟机在线快照生成与删除方法，其特征在于：所述的快照合并是指将某个快照节点与其子节点进行合并，将数据合在一起，取消两者之间的父子关系。
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