CN105446790B - 一种虚拟机迁移方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种虚拟机迁移方法及装置，本发明中将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页；在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；若迁移时间达到所述设定的时间，则确定迁移策略，所述迁移策略用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据；依据所述迁移策略，将源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据，迁移到目标虚拟机。本发明提供的虚拟机迁移方法能够自适应网络环境，适用于ARM平台。

Description

一种虚拟机迁移方法及装置

技术领域

本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种虚拟机迁移方法及装置。

背景技术

随着科技的不断发展，虚拟化技术作为应用于服务器中的一项关键技术，具有整合异构、便于实时维护与管理、节省功耗及安全性等优势，虚拟化技术的应用也越来越广泛，而虚拟机(Virtual Machine，VM)在线迁移(online migration)技术是虚拟化技术当中的热点。

虚拟机在线迁移技术是指在保证虚拟机上服务正常运行的同时，虚拟机在不同的物理主机之间进行迁移。为了保证虚拟机上服务的可用，迁移过程仅允许非常短暂的切换时间，虚拟机在不同物理主机之间进行迁移时，由于切换的时间非常短暂，虚拟机的服务由源主机迁移到目的主机后，能够平滑运行，使用户感觉不到服务的中断，因而迁移过程对用户是透明的。虚拟机的在线迁移适用于对服务可用性要求很高的场景。

随着ARM(Advanced RISC Machines，高级精简指令集机器)多核技术的日益成熟，及其具有的精简指令集和低功耗等特性，面向ARM平台的虚拟化技术具有较强的技术前瞻性和实用价值。ARM处理器广泛应用于移动终端及嵌入式系统中，网络环境往往相对较复杂。然而，目前的虚拟机在线迁移技术，广泛应用于x86平台，x86平台相对ARM平台，网络环境相对简单，故基于x86平台的虚拟机迁移技术并不适用于ARM平台。

基于ARM平台的虚拟化研究尚处于一个相对空白的阶段，提供一种适用于ARM平台的虚拟机迁移方法，势在必行。

发明内容

本发明实施例提供一种虚拟机迁移方法及装置，以适用于基于ARM平台的虚拟机迁移。

第一方面，提供一种虚拟机迁移方法，应用于虚拟机迁移装置，该方法包括：

将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页；

在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

若迁移时间达到所述设定的时间，则确定迁移策略，所述迁移策略用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据；

依据所述迁移策略，将源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据，迁移到目标虚拟机。

结合第一方面，在第一种实现方式中，确定迁移策略之前，所述方法还包括：

确定累计发送数据量，所述累计发送数据量为在所述设定时间内迁移的数据量；

将所述累计发送数据量与所述设定时间之间的比值，确定为实际传输带宽；

确定预期剩余时间，所述预期剩余时间为迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据所需的时间；

确定迁移策略，包括：

判断所述预期剩余时间是否小于预设的最大停机时间；

若是，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若否，则根据所述累计发送数据量和所述实际传输带宽，确定迁移策略。

结合第一方面的第一种实现方式，在第二种实现方式中，根据所述累计发送数据量和所述实际传输带宽，确定迁移策略，包括：

判断所述累计发送数据量与所述实际传输带宽是否均小于设定值；

若是，则增大预设的最大等待时间，并确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程，并在时间达到所述增大的等待时间后，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

若否，则根据已执行的迁移次数确定迁移策略。

结合第一方面的第二种实现方式，在第三种实现方式中，所述根据已执行的迁移次数确定迁移策略，包括：

判断已执行的迁移次数是否超过预设的最大迁移次数；

若超过，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若未超过，则根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略。

结合第一方面的第三种实现方式，在第四种实现方式中，所述根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略，包括：

确定根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间的方差；

确定预期剩余时间曲线图的曲线斜率值，所述预期剩余时间曲线图是以迁移时间为横轴、预期剩余时间为纵轴，绘制的预期剩余时间与迁移时间之间的关系曲线图；

根据所述方差和所述曲线斜率值判断所述预期剩余时间是否收敛；

若收敛，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若不收敛，则确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程。

结合第一方面的上述任一种实现方式，在第五种实现方式中，在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，包括：

根据设定的流量限定值和所述设定的时间，确定在所述设定的时间内能够传送数据量的最大门限值；

判断当前累计发送数据量是否达到所述最大门限值；

若当前累计发送数据量达到所述最大门限值，则停止向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到所述设定的时间；

若当前累计发送数据量未达到所述最大门限值，则继续向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到所述设定的时间。

第二方面，提供一种虚拟机迁移装置，包括标记单元、迁移单元和确定单元，其中：

所述标记单元，用于将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页；

所述迁移单元，用于在设定的时间内，向目标虚拟机迁移所述标记单元中标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

所述确定单元，用于在所述迁移单元已执行的迁移时间达到所述设定的时间时，确定迁移策略，所述迁移策略用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据；

所述迁移单元，还用于依据所述确定单元确定的迁移策略，将源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据，迁移到目标虚拟机。

结合第二方面，在第一种实现方式中，所述确定单元，还用于：

确定迁移策略之前，确定累计发送数据量，所述累计发送数据量为在所述设定时间内迁移的数据量；将所述累计发送数据量与所述设定时间之间的比值，确定为实际传输带宽；确定预期剩余时间，所述预期剩余时间为迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据所需的时间；

所述装置还包括判断单元，其中所述判断单元用于：

判断所述确定单元确定的所述预期剩余时间是否小于预设的最大停机时间；

所述确定单元，具体用于按如下方式确定迁移策略：

若所述判断单元判断的结果为所述预期剩余时间小于预设的最大停机时间，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若所述判断单元判断的结果为所述预期剩余时间不小于预设的最大停机时间，则根据所述累计发送数据量和所述实际传输带宽，确定迁移策略。

结合第二方面的第一种实现方式，在第二种实现方式中，所述判断单元，还用于：

判断所述确定单元确定的所述累计发送数据量与所述实际传输带宽是否均小于设定值；

所述确定单元，具体用于按如下方式根据所述累计发送数据量和所述实际传输带宽，确定迁移策略：

若所述判断单元判断的结果为所述累计发送数据量与所述实际传输带宽均小于设定值，则增大预设的最大等待时间，并确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程，并在时间达到所述增大的等待时间后，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

若所述判断单元判断的结果为所述累计发送数据量与所述实际传输带宽不是均小于设定值，则根据已执行的迁移次数确定迁移策略。

结合第二方面的第二种实现方式，在第三种实现方式中，所述判断单元，还用于：

判断所述迁移单元已执行的迁移次数是否超过预设的最大迁移次数；

所述确定单元，具体用于按如下方式根据已执行的迁移次数确定迁移策略：

若所述判断单元的判断结果为已执行的迁移次数超过预设的最大迁移次数，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若所述判断单元的判断结果为已执行的迁移次数未超过预设的最大迁移次数，则根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略。

结合第二方面的第三种实现方式，在第四种实现方式中，所述确定单元，还用于：

确定设定迁移次数中记录的预期剩余时间的方差；

确定预期剩余时间曲线图的曲线斜率值，所述预期剩余时间曲线图是以迁移时间为横轴，预期剩余时间为纵轴，绘制的预期剩余时间与迁移时间之间的关系曲线图；

所述判断单元，还用于：

根据所述确定单元确定的所述方差和所述曲线斜率值，判断所述预期剩余时间是否收敛；

所述确定单元，具体用于按如下方式根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略：

若所述判断单元的判断结果为所述预期剩余时间收敛，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若所述判断单元的判断结果为所述预期剩余时间不收敛，则确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程。

结合第二方面的上述任一种实现方式，在第五种实现方式中，所述确定单元，还用于：

根据设定的流量限定值和所述设定的时间，确定所述迁移单元在所述设定的时间内能够传送数据量的最大门限值；

所述判断单元，还用于：

判断当前累计发送数据量是否达到所述确定单元确定的所述最大门限值；

所述迁移单元，具体用于按如下方式在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据：

若所述判断单元的判断结果为当前累计发送数据量达到所述最大门限值，则停止向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到所述设定的时间；

若所述判断单元的判断结果为当前累计发送数据量未达到所述最大门限值，则继续向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到所述设定的时间。

本发明实施例提供的虚拟机迁移方法和装置，将存储待迁移数据的内存页标记为脏页，并设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，若迁移时间达到所述设定的时间，则确定用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据的迁移策略，即本发明实施例中通过在设定的时间内进行待迁移数据的迁移，能够对迁移过程进行限制，并能够在设定的时间达到后，确定相应的迁移策略，依据确定的迁移策略进行未迁移数据的迁移，能够在每次迁移结束后，进行迁移策略的调整，故具有自动适应网络环境的能力，故适用于网络环境相对较复杂的ARM平台。

附图说明

图1为本发明实施例提供的虚拟机迁移方法实现流程图；

图2为本发明实施例提供的ARM虚拟机内存页页表示意图；

图3为本发明实施例提供的脏页跟踪与同步实现过程示意图；

图4为本发明实施例提供的脏页位图标记示意图；

图5为本发明实施例提供的流量控制示意图；

图6为本发明实施例提供的迭代迁移控制过程示意图；

图7为本发明实施例提供的迁移性能对比图；

图8A-图8B为本发明实施例提供的虚拟机迁移装置构成示意图；

图9为本发明实施例提供的虚拟机迁移装置构成示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的虚拟机迁移方法，具有自动适应网络环境的能力，适用于基于ARM平台的虚拟机迁移。本发明实施例中采用内存预拷贝方法(pre-copy)实现虚拟机的动态迁移，即通过迭代传输的方式把源虚拟机中存储待迁移数据的内存页一轮轮迁移到目标虚拟机上，将源虚拟机中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页，并为每一轮迁移设定相应的时间进行待迁移数据的迁移，即在设定的时间内进行第一次迁移，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，在第一次迁移的时间达到设定的时间后，确定相应的迁移策略，并按照确定的迁移策略进行第二次迁移，第二次迁移的待迁移数据包括第一次迁移中余下的未迁移的原始数据，以及在第一次迁移过程中被修改的内存页中存储的待迁移数据，故第二次迁移中被标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据包括第一次迁移中余下的未迁移的原始数据，以及在第一次迁移过程中被修改的内存页中存储的待迁移数据。

图1所示为本发明实施例提供的虚拟机迁移方法实现过程流程图，该方法的执行主体为虚拟机迁移装置，该虚拟机迁移装置可以是一个安装在物理主机上的具有管控功能的控制器，例如可以是虚拟机监控器。当然该虚拟机迁移装置也可以是虚拟机监控器中的部件，例如可以是集成在虚拟机监控器中并安装有执行相应功能的软件程序的部件。当然本发明实施例并不引以为限，还可以是其它具有管控功能，并能够执行相应功能的控制器件。如图1所示，该方法包括：

S101：将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页。

在实现虚拟机动态迁移的过程中，源虚拟机仍处于工作状态，故源虚拟机内存页可能还会被访问，即源虚拟机的内存页可能被修改，如果被修改的内存页已经发送到目标虚拟机，则造成源虚拟机与目标虚拟机的内存页中存储的数据不一致。故本发明实施例中若进行的虚拟机迁移是首次迁移，则待迁移数据是源虚拟机内存中存储的需要迁移到目标虚拟机上的初始待迁移数据。本发明实施例中若进行的虚拟机迁移为非首次迁移，则待迁移数据包括上一次迁移中未迁移的初始待迁移数据以及在上一次迁移过程中被修改的内存页中存储的待迁移数据。

本发明实施例中将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，全部标记为脏页，通过将该标记的脏页传输给目标虚拟机，保证迁移的一致性。

S102：在设定的时间内，向目标虚拟机迁移S101中标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据。

优选的，本发明实施例中可将完成虚拟机迁移的迁移时间划分为若干个时间片，该时间片即为每次迁移所用的时间，每次迁移所有的时间片的具体时间长度可根据实际情况进行设定，确定了每次迁移所有的设定时间后，则在该设定的时间内迁移S101中标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据。

S103：若迁移时间达到设定的时间，则确定迁移策略。

本发明实施例中迁移时间达到设定的时间，表明本次迁移结束，在本次迁移结束后，确定用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据的迁移策略。

S104：依据S103中确定的迁移策略将源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据，迁移到目标虚拟机。

本发明实施例提供的虚拟机迁移方法，将存储待迁移数据的内存页标记为脏页，并设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，若迁移时间达到所述设定的时间，则确定用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据的迁移策略，即本发明实施例中通过在设定的时间内进行待迁移数据的迁移，能够对迁移过程进行限制，并能够在设定的时间达到后，确定相应的迁移策略，依据确定的迁移策略进行未迁移数据的迁移，能够在每次迁移结束后，进行迁移策略的调整，故具有自动适应网络环境的能力，故适用于网络环境相对较复杂的ARM平台。

本发明实施例S101中将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页的过程，可采用脏页位图跟踪与同步机制实现。基于ARM平台的虚拟机内存页的页表结构如图2所示，本发明实施例中可通过ap【2:1】位的置位来标记脏页，采用脏页位图跟踪与同步机制，实现将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页的具体实现过程如图3所示，包括：

S1011：标记源虚拟机中存储待迁移初始数据的所有内存页为“脏页跟踪”状态。

本发明实施例中可通过标记源虚拟机中虚拟机监控器的mem_slot，实现将源虚拟机中存储待迁移初始数据的所有内存页标记为“脏页跟踪”状态。

本发明实施例中待迁移初始数据即未进行虚拟机迁移之前，源虚拟机中原本需要迁移到目标虚拟机中的数据。

S1012：限制源虚拟机中所有内存页的写权限，使得源虚拟机中的内存页不能被访问。

本发明实施例中可访问源虚拟机的页目录，依次遍历源虚拟机中的所有内存页，将所有内存页表项的ap【2:1】位置位11。

S1013：为源虚拟机的内核层和用户层分别存储一个脏页的位图。

本发明实施例中可采用例如alloc函数，为源虚拟机的内核层和用户层分别存储一个脏页的位图，位图的大小和源虚拟机内存页的数量相同，每一位代表相应内存页为脏页(被修改过的内存页)或者净页(未被修改过的内存页)，如图4所示。

S1014：将源虚拟机用户层的位图所有位置脏进行第一次迁移，并将源虚拟机内核层的位图所有位置净。

S1015：第一次迁移结束后，将内核层的位图与用户层的位图合并，并利用合并后的位图替换用户层的位图，将内核层的位图置净。

S1016：跟踪源虚拟机中被修改过的内存页，并将用户层位图相应位置位，标记为脏页。

本发明实施例中，在源虚拟机的内存页被访问时，表明内存页被修改，则将该内存页表项的ap【2:1】位置位01，标记用户层相应位图为脏。

S1017：将用户层中标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据依次向目标虚拟机迁移，迁移成功后将相应的用户层的页表项置位净，返回执行S1015，直至迁移条件达到停机进行迁移的条件。

在实现动态迁移的过程中，源虚拟机中的内存页被访问时，造成源虚拟机和目标虚拟机的内存页不一致，本发明上述通过脏页跟踪与脏页同步对该不一致的内存页进行记录与传输，保证迁移的一致性。

本发明实施例实现S102中在设定的时间内向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据的过程，可以对迁移过程的流量进行限定，以避免ARM处理器在保证服务的同时，又遇到大量页面压缩等情况时，处理器速度造成的瓶颈问题。

本发明实施例中通过流量控制，实现迁移过程实现如图5所示，包括：

S1021：确定每次迁移所用时间。

本发明实施例中每次迁移所用的具体时间长度可根据实际情况进行设定。

S1022：设定流量限定值。

本发明实施例中还可通过实验得到不同网络环境下的最佳流量限定值，设定流量限定值。

S1023：根据S1021中确定的时间和S1022中设定的流量限定值，确定相应的时间内能够传送数据量的最大门限值。

S1024：判断当前累计发送数据量是否到达S1023中确定的最大门限值，若已达到最大门限值，则进行S1025a，否则进行S1025b。

S1025a：停止向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到S1021中确定的时间。

S1025b：继续向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到S1021中确定的时间。

本发明实施例上述通过对每次迁移过程中的流量进行限制，在已迁移的数据量达到设定的门限值后，则停止迁移，能够避免ARM处理器在保证服务的同时，又遇到大量页面压缩等情况时，处理器速度造成的瓶颈问题。通过流量控制保证源虚拟机与目标虚拟机的负载均衡。

在网络环境相对较复杂的场景下，传统的虚拟机迁移过程中，往往无法完成迁移，或做大量的无用功导致迁移性能损失，造成较大的网络带宽浪费。本发明实施例中通过记录每次迁移过程中的状态参数，例如累计发送数据量、实际传输带宽以及预期剩余时间等，并在每次迁移结束后，根据记录的状态参数确定迁移策略，适应网络环境变化，并完成虚拟机的迁移。

本发明实施例中提供一种自适应网络环境的虚拟机迁移方法，本发明中可设置一些参考参数，例如能够容忍的最大停机时间、最大等待时间或最大迭代次数等，然后根据记录的状态参数以及设置的参考参数，确定迁移策略，本发明实施例S103至S105的具体实现过程可如图6所示，包括：

S1031：确定累计发送数据量。

本发明实施例中可以采用例如计数器累计记数的方式，获取累计发送数据量。

本发明实施例中针对每次迁移过程中分别进行累计发送数据量的确定，即累计发送数据量为在为每次迁移设定的时间内迁移的数据量。

S1032：确定本次迁移过程中迁移S1031中确定的累计发送数据量所用的迁移时间。

本发明实施例中可以采用例如计时器累计计时的方式，得到迁移S1031中确定的累计发送数据量所用的迁移时间。

S1033：将S1031中确定的累计发送数据量与S1032中确定的迁移时间之间的比值，确定为实际传输带宽。

S1034：确定并记录迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据所需的时间，将确定的该时间作为迁移的预期剩余时间。

本发明实施例中可根据S1033中确定的实际传输带宽，以及源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据对应的数据流，确定迁移的预期剩余时间。

S1040：确定本次迁移结束。

S1041：判断S1034中确定的预期剩余时间是否小于预设的最大停机时间，若预期剩余时间小于最大停机时间，则可确定迁移策略为停机进行迁移，即执行S105。若预期剩余时间不小于最大停机时间，则可根据累计发送数据量和实际传输带宽，确定迁移策略，执行S1042。

S1042：判断累计发送数据量与实际传输带宽是否均小于设定值。

本发明实施例中若累计发送数据量与实际传输带宽均小于设定值，则说明在迁移过程中最大等待时间设置的过小，传送的数据量达不到要求，故本发明实施例中若累计发送数据量与实际传输带宽均小于设定值，则执行S1043，否则可根据当前已执行的迁移次数确定迁移策略，执行S1044。

S1043：增大预设的最大等待时间，并确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程，并在时间达到增大的等待时间后，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，并执行S1031的过程。

S1044：判断当前已执行的迁移次数是否超过预设的最大迁移次数。

本发明实施例中若确定当前已执行的迁移次数超过预设的最大迁移次数，则可确定迁移策略为停机进行迁移，执行S105，否则可根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略，执行S1045。

S1045：确定设定迁移次数中记录的预期剩余时间的方差和预期剩余时间曲线图的曲线斜率值。

本发明实施例中可计算设定迁移次数内记录的预期剩余时间的方差，例如确定本次迁移执行前的就近几次迁移过程中记录的预期剩余时间，并确定设定迁移次数中记录的预期剩余时间的方差，预期剩余时间的方差可反映预期剩余时间的收敛状态。

本发明实施例中预期剩余时间曲线图是以迭代传输时间为横轴，预期剩余时间为纵轴，绘制的预期剩余时间与迁移时间之间关系曲线图，预期剩余时间曲线的斜率可反映预期剩余时间的收敛状态。

S1046：根据S1045中确定的预期剩余时间的方差和曲线斜率值，判断预期剩余时间是否收敛，若收敛，则可确定迁移策略为停机进行迁移，执行S105，否则确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程。

本发明实施例在每次迁移过程中，利用累计发送数据量和迁移该累计发送数据量所用的迁移时间来计算实际传输带宽，并根据计算得到的实际传输带宽和源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据，计算预期剩余时间，随后判断累计发送数据量是否过低，已执行的迁移次数是否过高，以及预期剩余时间是否存在收敛状况等情况，进行相应迁移策略的调整，能够自适应复杂的网络环境，适用于ARM平台的虚拟机迁移。

采用本发明实施例提供的虚拟机迁移方法，能够较好的适应复杂的网络环境，提高迁移性能，如图7所示为在迁移带宽为20Mbps的情况下，采用传统虚拟机迁移方法，和本发明实施例提供的虚拟机迁移方法的实验对比图。

图7中横坐标为迁移重复次数，纵坐标为预期迁移时间，由图7可知，在迁移带宽为20Mbps的情况下，采用传统迁移方法，迁移过程共进行了575.25s，停机时间经历了207.8ms，共迭代了5748次。采用本发明实施例提供的迁移方法，迁移过程进行了需要234.18s，停机时间也只有104.6ms，迭代了2340次。采用传统迁移方法，由于网络状况不佳，迭代很多次而无法完成迁移，而采用优化改进后的本发明发明实施例提供的迁移算法，迁移性能得到了提高。

基于本发明上述实施例提供的虚拟机迁移方法，本发明实施例还提供一种虚拟机迁移装置800，如图8A所示，该虚拟机迁移装置包括标记单元801、迁移单元802和确定单元803，其中：

标记单元801，用于将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页。

迁移单元802，用于在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记单元801中标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据。

确定单元803，用于在迁移单元802已执行的迁移时间达到设定的时间时，确定迁移策略。迁移策略用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据。

迁移单元802，还用于依据确定单元803确定的迁移策略，将源虚拟机中标记单元801标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据，迁移到目标虚拟机。

在第一种实现方式中，确定单元803，还用于：

确定迁移策略之前，确定累计发送数据量，累计发送数据量为在设定时间内迁移的数据量；将累计发送数据量与设定时间之间的比值，确定为实际传输带宽；确定预期剩余时间，预期剩余时间为迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据所需的时间。

该装置还包括判断单元804，如图8B所示，其中，判断单元804，用于判断确定单元803确定的预期剩余时间是否小于预设的最大停机时间。

确定单元803，具体用于按如下方式确定迁移策略：

若判断单元804判断的结果为预期剩余时间小于预设的最大停机时间，则确定迁移策略为停机进行迁移。

若判断单元804判断的结果为预期剩余时间不小于预设的最大停机时间，则根据累计发送数据量和实际传输带宽，确定迁移策略。

结合第一种实现方式，在第二种实现方式中，

判断单元804，还用于：判断确定单元803确定的累计发送数据量与实际传输带宽是否均小于设定值。

确定单元803，具体用于按如下方式根据累计发送数据量和实际传输带宽，确定迁移策略：

若判断单元804判断的结果为累计发送数据量与实际传输带宽均小于设定值，则增大预设的最大等待时间，并确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程，并在时间达到增大的等待时间后，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据。

若判断单元804判断的结果为累计发送数据量与实际传输带宽不是均小于设定值，则根据当前已执行的迁移次数确定迁移策略。

结合第二种实现方式，在第三种实现方式中，判断单元804，还用于：

判断迁移单元802已执行的迁移次数是否超过预设的最大迁移次数。

确定单元803，具体用于按如下方式根据当前已执行的迁移次数确定迁移策略：

若判断单元804的判断结果为当前已执行的迁移次数超过预设的最大迁移次数，则确定迁移策略为停机进行迁移。

若判断单元804的判断结果为当前已执行的迁移次数未超过预设的最大迁移次数，则根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略。

结合第三种实现方式，在第四种实现方式中，确定单元803，还用于：

确定设定迁移次数中记录的预期剩余时间的方差。

确定预期剩余时间曲线图的曲线斜率值，预期剩余时间曲线图是以迁移时间为横轴，预期剩余时间为纵轴，绘制的预期剩余时间与迁移时间之间关系曲线图。

判断单元804，还用于：

根据确定单元803确定的方差和曲线斜率值，判断预期剩余时间是否收敛。

确定单元803，具体用于按如下方式设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略：

若判断单元804的判断结果为预期剩余时间收敛，则确定迁移策略为停机进行迁移。

若判断单元804的判断结果为预期剩余时间不收敛，则确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程。

在第五种实现方式中，确定单元803，还用于：

根据设定的流量限定值和设定的时间，确定迁移单元802在设定的时间内能够传送数据量的最大门限值。

判断单元804，还用于：

判断当前累计发送数据量是否达到确定单元803确定的最大门限值。

迁移单元802，具体用于按如下方式在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据：

若判断单元804的判断结果为当前累计发送数据量达到最大门限值，则停止向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到设定的时间。

若判断单元804的判断结果为当前累计发送数据量未达到最大门限值，则继续向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到设定的时间。

本发明实施例提供的虚拟机迁移装置，可用于执行本发明实施例上述虚拟机迁移方法，故对本发明实施例中对于虚拟机迁移装置描述不够详尽的地方，可参阅相关方法实施例的描述，在此不再赘述。

本发明实施例上述虚拟机迁移装置可以是一个安装在物理主机上的具有管控功能的控制器，例如可以是虚拟机监控器。当然该虚拟机迁移装置也可以是虚拟机监控器中的部件，例如可以是集成在虚拟机监控器中并安装有执行相应功能的软件程序的部件。当然本发明实施例并不引以为限，还可以是其它具有管控功能，并能够执行相应功能的控制器件。

基于上述实施例提供的虚拟机迁移方法和装置，本发明实施例还提供一种虚拟机迁移装置900，如图9所示，该虚拟机迁移装置900包括处理器901、存储器902和总线903，其中处理器901和存储器902均与总线903连接。

本发明实施例中处理器901可以是一个通用中央处理器(CPU)，微处理器，特定应用集成电路(application-specific integrated circuit，ASIC)，或一个或多个用于控制本发明方案程序执行的集成电路。

存储器902，可以是只读存储器(read-only memory，ROM)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，随机存取存储器(random access memory，RAM)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是电可擦可编程只读存储器(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory，EEPROM)、只读光盘(CompactDisc Read-Only Memory，CD-ROM)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。这些存储器通过总线与处理器相连接。

总线903可包括一通路，用于处理器901和存储器902之间通信。

本发明实施例中存储器902，用于存储处理器901执行的程序代码。

处理器901，用于调用存储器902存储的程序代码，实现如下功能：

将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页；

在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

若迁移时间达到设定的时间，则确定迁移策略，迁移策略用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据；

依据迁移策略，将源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据，迁移到目标虚拟机。

处理器901，还用于：

确定迁移策略之前，确定累计发送数据量，累计发送数据量为在设定时间内迁移的数据量；将累计发送数据量与设定时间之间的比值，确定为实际传输带宽；确定预期剩余时间，预期剩余时间为迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据所需的时间。

处理器901，具体用于按如下方式确定迁移策略，包括：

判断预期剩余时间是否小于预设的最大停机时间；

若是，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若否，则根据累计发送数据量和实际传输带宽，确定迁移策略。

处理器901，具体用于按如下方式根据累计发送数据量和实际传输带宽，确定迁移策略：

判断累计发送数据量与实际传输带宽是否均小于设定值；

若是，则增大预设的最大等待时间，并确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程，并在时间达到增大的等待时间后，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

若否，则根据已执行的迁移次数确定迁移策略。

处理器901，具体用于按如下方式根据根据已执行的迁移次数确定迁移策略：

判断已执行的迁移次数是否超过预设的最大迁移次数；

若超过，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若未超过，则根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略。

处理器901，具体用于按如下方式根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略：

确定根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间的方差；

确定预期剩余时间曲线图的曲线斜率值，预期剩余时间曲线图是以迁移时间为横轴、预期剩余时间为纵轴，绘制的预期剩余时间与迁移时间之间的关系曲线图；

根据方差和曲线斜率值判断预期剩余时间是否收敛；

若收敛，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若不收敛，则确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程。

处理器901，具体用于按如下方式在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据：

根据设定的流量限定值和设定的时间，确定在设定的时间内能够传送数据量的最大门限值；

判断当前累计发送数据量是否达到最大门限值；

若当前累计发送数据量达到最大门限值，则停止向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到设定的时间；

若当前累计发送数据量未达到最大门限值，则继续向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到设定的时间。

本发明实施例提供的虚拟机迁移装置，将存储待迁移数据的内存页标记为脏页，并设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，若迁移时间达到设定的时间，则确定用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据的迁移策略，即本发明实施例中通过在设定的时间内进行待迁移数据的迁移，能够对迁移过程进行限制，并能够在设定的时间达到后，确定相应的迁移策略，依据确定的迁移策略进行未迁移数据的迁移，能够在每次迁移结束后，进行迁移策略的调整，故具有自动适应网络环境的能力，故适用于网络环境相对较复杂的ARM平台。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (12)

1.一种虚拟机迁移方法，应用于虚拟机迁移装置，其特征在于，包括：

将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页；

在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

若迁移时间达到所述设定的时间，则确定迁移策略，所述迁移策略用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据；

依据所述迁移策略，将源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据，迁移到目标虚拟机；

其中，在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，包括：

根据设定的流量限定值和所述设定的时间，确定在所述设定的时间内能够传送数据量的最大门限值；

若当前累计发送数据量达到所述最大门限值，则停止向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到所述设定的时间。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，确定迁移策略之前，所述方法还包括：

确定累计发送数据量，所述累计发送数据量为在所述设定时间内迁移的数据量；

将所述累计发送数据量与迁移所述累计发送数据量所用的迁移时间之间的比值，确定为实际传输带宽；

确定预期剩余时间，所述预期剩余时间为迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据所需的时间；

确定迁移策略，包括：

判断所述预期剩余时间是否小于预设的最大停机时间；

若是，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若否，则根据所述累计发送数据量和所述实际传输带宽，确定迁移策略。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述累计发送数据量和所述实际传输带宽，确定迁移策略，包括：

判断所述累计发送数据量与所述实际传输带宽是否均小于设定值；

若是，则增大预设的最大等待时间，并确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程，并在时间达到所述增大的等待时间后，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

若否，则根据已执行的迁移次数确定迁移策略。

4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据已执行的迁移次数确定迁移策略，包括：

判断已执行的迁移次数是否超过预设的最大迁移次数；

若超过，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若未超过，则根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略，包括：

确定设定迁移次数中记录的预期剩余时间的方差；

确定预期剩余时间曲线图的曲线斜率值，所述预期剩余时间曲线图是以迁移时间为横轴、预期剩余时间为纵轴，绘制的预期剩余时间与迁移时间之间的关系曲线图；

根据所述方差和所述曲线斜率值判断所述预期剩余时间是否收敛；

若收敛，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若不收敛，则确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程。

6.如权利要求1至5任一项所述的方法，其特征在于，在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，还包括：

若当前累计发送数据量未达到所述最大门限值，则继续向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到所述设定的时间。

7.一种虚拟机迁移装置，其特征在于，包括标记单元、迁移单元和确定单元，其中：

所述标记单元，用于将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页，标记为脏页；

所述迁移单元，用于在设定的时间内，向目标虚拟机迁移所述标记单元中标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

所述确定单元，用于在所述迁移单元已执行的迁移时间达到所述设定的时间时，确定迁移策略，所述迁移策略用于迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据；

所述确定单元，还用于：

根据设定的流量限定值和所述设定的时间，确定所述迁移单元在所述设定的时间内能够传送数据量的最大门限值；

所述迁移单元，用于按如下方式在设定的时间内，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据：

若当前累计发送数据量达到所述最大门限值，则停止向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到所述设定的时间；

所述迁移单元，还用于依据所述确定单元确定的迁移策略，将源虚拟机中标记单元标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据，迁移到目标虚拟机。

8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定单元，还用于：

确定迁移策略之前，确定累计发送数据量，所述累计发送数据量为在所述设定时间内迁移的数据量；将所述累计发送数据量与所述设定时间之间的比值，确定为实际传输带宽；确定预期剩余时间，所述预期剩余时间为迁移源虚拟机中标记为脏页的内存页中存储的且未迁移的待迁移数据所需的时间；

所述装置还包括判断单元，其中所述判断单元用于：

判断所述确定单元确定的所述预期剩余时间是否小于预设的最大停机时间；

所述确定单元，具体用于按如下方式确定迁移策略：

若所述判断单元判断的结果为所述预期剩余时间小于预设的最大停机时间，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若所述判断单元判断的结果为所述预期剩余时间不小于预设的最大停机时间，则根据所述累计发送数据量和所述实际传输带宽，确定迁移策略。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述判断单元，还用于：

判断所述确定单元确定的所述累计发送数据量与所述实际传输带宽是否均小于设定值；

所述确定单元，具体用于按如下方式根据所述累计发送数据量和所述实际传输带宽，确定迁移策略：

若所述判断单元判断的结果为所述累计发送数据量与所述实际传输带宽均小于设定值，则增大预设的最大等待时间，并确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程，并在时间达到所述增大的等待时间后，向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据；

若所述判断单元判断的结果为所述累计发送数据量与所述实际传输带宽不是均小于设定值，则根据已执行的迁移次数确定迁移策略。

10.如权利要求9所述的装置，其特征在于，所述判断单元，还用于：

判断所述迁移单元已执行的迁移次数是否超过预设的最大迁移次数；

所述确定单元，具体用于按如下方式根据已执行的迁移次数确定迁移策略：

若所述判断单元的判断结果为已执行的迁移次数超过预设的最大迁移次数，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若所述判断单元的判断结果为已执行的迁移次数未超过预设的最大迁移次数，则根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略。

11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，所述确定单元，还用于：

确定设定迁移次数中记录的预期剩余时间的方差；

确定预期剩余时间曲线图的曲线斜率值，所述预期剩余时间曲线图是以迁移时间为横轴，预期剩余时间为纵轴，绘制的预期剩余时间与迁移时间之间的关系曲线图；

所述判断单元，还用于：

根据所述确定单元确定的所述方差和所述曲线斜率值，判断所述预期剩余时间是否收敛；

所述确定单元，具体用于按如下方式根据设定迁移次数中记录的预期剩余时间，确定迁移策略：

若所述判断单元的判断结果为所述预期剩余时间收敛，则确定迁移策略为停机进行迁移；

若所述判断单元的判断结果为所述预期剩余时间不收敛，则确定迁移策略为返回执行将源虚拟机内存中存储待迁移数据的内存页标记为脏页的过程。

12.如权利要求8至11任一项所述的装置，其特征在于，

所述迁移单元还用于：

若当前累计发送数据量未达到所述最大门限值，则继续向目标虚拟机迁移标记为脏页的内存页中存储的待迁移数据，直至迁移时间达到所述设定的时间。