CN110955560A - 一种虚拟机快照的生成方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种虚拟机快照的生成方法，所述生成方法包括当接收到关机指令时，将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态下将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；当接收到开机指令时，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存；根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。本申请能够实现虚拟机的磁盘脏数据持久化保存，提高虚拟机快照的完整度。本申请还公开了一种虚拟机快照的生成系统、一种电子设备及一种存储介质，具有以上有益效果。

Description

一种虚拟机快照的生成方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，特别涉及一种虚拟机快照的生成方法、系统、一种电子设备及一种存储介质。
背景技术
虚拟机(Virtual Machine)指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。为了实现虚拟机的数据备份与恢复，需要根据虚拟机内存中的磁盘脏数据位图dirty bitmap生成虚拟机快照。但是磁盘脏数据位图只存在于虚拟机进程内存中，一旦虚拟机关机磁盘脏数据位图也将丢失。由于虚拟机内部关机时间不可预知，一旦虚拟机关机则未持久化的位图将失效，无法得到完整的虚拟机快照。
因此，如何实现虚拟机的磁盘脏数据持久化保存，提高虚拟机快照的完整度是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种虚拟机快照的生成方法、系统、一种电子设备及一种存储介质，能够实现虚拟机的磁盘脏数据持久化保存，提高虚拟机快照的完整度。
为解决上述技术问题，本申请提供一种虚拟机快照的生成方法，该虚拟机快照的生成方法包括：
当接收到关机指令时，将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态下将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；
当接收到开机指令时，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存；
根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。
可选的，还包括：
判断所述将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图是否全部传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；
若是，则关闭所述虚拟机的虚拟机进程。
可选的，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存包括：
启动所述虚拟机的虚拟机进程并将所述虚拟机的状态设置为暂停状态；
向所述虚拟机所在的宿主机发送所述位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机在所述虚拟机处于暂停状态下将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存。
可选的，还包括：
判断所述目标文件中的磁盘脏数据位图是否全部传输至所述虚拟机内存；
若是，则将所述虚拟机的状态由暂停状态切换为工作状态。
可选的，所述虚拟机为libvirt管理下QEMU虚拟机。
可选的，所述虚拟机快照为CBT块跟踪快照。
可选的，在根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照之后，还包括：
将所述虚拟机快照存储至所述虚拟机所在的宿主机的磁盘中。
本申请还提供了一种虚拟机快照的生成系统，该系统包括：
位图导出模块，用于当接收到关机指令时，将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态下将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；
位图导入模块，用于当接收到开机指令时，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存；
快照生成模块，用于根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。
本申请还提供了一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序执行时实现上述虚拟机快照的生成方法执行的步骤。
本申请还提供了一种电子设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现上述虚拟机快照的生成方法执行的步骤。
本申请提供了一种虚拟机快照的生成方法，包括：当接收到关机指令时，将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态下将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；当接收到开机指令时，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存；根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。
本申请在接收到关机指令时，先将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态按下将磁盘脏数据位图由虚拟机内存传输至宿主机的目标文件，由于虚拟机关机不影响宿主机中目标文件的存储，因此磁盘脏数据位图可以避免因虚拟机关机而丢失。在接收到开机指令时，本申请控制所述虚拟机以暂停的方式启动，并在虚拟机处于暂停状态下将磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存，以便利用虚拟机内存中的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。由于上述虚拟机内存中的磁盘脏数据位图的导入和导出均在虚拟机处于暂停状态下实现，因此可以使磁盘脏数据位图中记录虚拟机的全部磁盘脏数据。本申请实现虚拟机的磁盘脏数据持久化保存，提高虚拟机快照的完整度。本申请同时还提供了一种虚拟机快照的生成系统、一种电子设备和一种存储介质，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种虚拟机快照的生成方法的流程图；
图2为本申请实施例所提供的虚拟机关机时的磁盘脏数据位图导出流程图；
图3为本申请实施例所提供的虚拟机从外部关机时的磁盘脏数据位图导出流程图；
图4为本申请实施例所提供的虚拟机从外部开机时的磁盘脏数据位图导入流程图；
图5为本申请实施例所提供的一种虚拟机快照的生成系统的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种虚拟机快照的生成方法的流程图。
具体步骤可以包括：
S101：当接收到关机指令时，将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态下将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；
其中，本实施例中所提到的虚拟机可以为QEMU虚拟机。虚拟机可以在其内存中可以维护用于记录磁盘脏数据的位图Dirty bitmap，即磁盘脏数据位图。本步骤中所提到的关机指令可以为虚拟机内部操作系统关机时生成的指令，也可以为虚拟化管理平台向虚拟机发送的指令。在启动虚拟机时可以设置当虚拟机内部关闭时虚拟机进程进入暂停状态，因此本实施例在虚拟机内部关机的情况下并不是外部设置的虚拟机暂停，而是虚拟机自动进入暂停状态，且对于外部关机来说这是正确的，不会认为存在关机异常。当虚拟机状态处于暂停状态时，虚拟机中所有任务暂停执行，虚拟机内存中的磁盘脏数据位图不会发生变化。本实施例在虚拟机处于暂停状态下将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件。
作为一种可行的实施方式，在本步骤磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件之后，还可以存在以下操作：判断所述将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图是否全部传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；若是，则关闭所述虚拟机的虚拟机进程。即本实施例中需要确定所有的磁盘脏数据位图全部传输至宿主机的目标文件后，可以解除虚拟机的暂停状态并关闭虚拟机的虚拟机进程。
S102：当接收到开机指令时，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存；
其中，本实施例建立在已经将磁盘脏数据位图传输至宿主机的目标文件的基础上，控制虚拟机以暂停的方式启动具体指启动虚拟机并在启动虚拟机后使虚拟机的状态设置为暂停状态。开机指令可以为虚拟化管理平台向虚拟机发送的指令。通过控制虚拟机以暂停的方式启动，能够使虚拟机的进程启动后虚拟机处于暂停状态。本步骤中可以在虚拟机处于暂停状态时，向虚拟机所在的主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机在虚拟机处于暂停状态时将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存。此时虚拟机内存中的磁盘脏数据位图与虚拟机关机前的磁盘脏数据位图相同，因此虽然S101和S102的执行过程中虚拟机存在关机操作会虚拟机内存中的磁盘脏数据位图丢失，但是宿主机目标文件中的磁盘脏数据位图不会因虚拟机关机而丢失，因此在虚拟机开机时将目标文件中存储的磁盘脏数据位图传输回虚拟机内存，且磁盘脏数据位图的导入和导出都是在虚拟机处于暂停状态下实现的，因此本实施例能够实现磁盘脏数据位图的恢复，使得虚拟机关机前和开机后的磁盘脏数据位图保持一致，可以实现虚拟机的磁盘脏数据持久化保存，增加虚拟机快照(如CBT快照)的使用场景，使虚拟机快照不受虚拟机的开机关机限制。
S103：根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。
其中，本步骤可以按照预设周期生成虚拟机快照，即按照预设周期根据虚拟机内存中的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。作为一种可行的实施方式，当虚拟机出现异常时，可以根据生成的虚拟机快照实现数据恢复。本实施例可以应用于云计算中虚拟机的备份，通过持久化虚拟机位图到文件中并且可以将持久化到文件中的位图信息导入虚拟机实现位图的持久化而不受虚拟机的开关机影响。
本实施例在接收到关机指令时，先将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态按下将磁盘脏数据位图由虚拟机内存传输至宿主机的目标文件，由于虚拟机关机不影响宿主机中目标文件的存储，因此磁盘脏数据位图可以避免因虚拟机关机而丢失。在接收到开机指令时，本实施例控制所述虚拟机以暂停的方式启动，并在虚拟机处于暂停状态下将磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存，以便利用虚拟机内存中的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。由于上述虚拟机内存中的磁盘脏数据位图的导入和导出均在虚拟机处于暂停状态下实现，因此可以使磁盘脏数据位图中记录虚拟机的全部磁盘脏数据。本实施例实现虚拟机的磁盘脏数据持久化保存，提高虚拟机快照的完整度。
作为对于图1对应的实施例的进一步介绍，上述虚拟机为libvirt管理下QEMU虚拟机。libvirt是用于管理虚拟化平台的开源的API，后台程序和管理工具，可以用于管理KVM、Xen、VMware ESX，QEMU和其他虚拟化技术。QEMU为一种以GPL许可证分发源码的模拟处理器。
作为对于图1对应的实施例的进一步介绍，所述虚拟机快照为CBT块跟踪快照。CBT(Changed Block Tracking，数据块修改追踪)技术，为虚拟机增量备份提供了基础，除第一次备份必须完整备份与传输整个VM数据外，后续备份都只需通过查询CBT记录，获取哪些异动过区块，然后只备份这些异动区块即可，既节省了扫描磁盘、判定异动区块的时间，所需传输的数据量也大幅缩小
作为对于图1对应的实施例的进一步介绍，在根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照之后，还可以将所述虚拟机快照存储至所述虚拟机所在的宿主机的磁盘中。
作为一种可行的实施方式，图1对应的实施例中S102的操作可以包括以下步骤：
步骤1：启动所述虚拟机的虚拟机进程并将所述虚拟机的状态设置为暂停状态；
步骤2：向所述虚拟机所在的宿主机发送所述位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机在所述虚拟机处于暂停状态下将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存。
步骤3：判断所述目标文件中的磁盘脏数据位图是否全部传输至所述虚拟机内存；若是，则进入步骤4；若否，则延时预设时长并重新进入步骤3；
步骤4：将所述虚拟机的状态由暂停状态切换为工作状态。
下面通过在实际应用中的实施例说明上述实施例描述的流程。请参见图2、图3和图4，图2为本申请实施例所提供的虚拟机关机时的磁盘脏数据位图导出流程图，图3为本申请实施例所提供的虚拟机从外部关机时的磁盘脏数据位图导出流程图，图4为本申请实施例所提供的虚拟机从外部开机时的磁盘脏数据位图导入流程图。图3中的虚拟化管理平台下发关闭虚拟机具体指虚拟化管理平台下发关闭虚拟机的关机指令，图4中虚拟化管理平台下发启动虚拟机具体指虚拟化管理平台下发启动虚拟机的启动指令。本实施例结合QEMU虚拟机在libvirt管理下的生命周期特点，在虚拟机关机时将内存中的dirty bitmap导出保存在宿主机的文件中，虚拟机下次开机时将上次导出的dirty bitmap导入到虚拟机的进程中。从而实现了dirty bitmap的持久化。本实施例可以通过虚拟机状态监听模块、位图导出模块和位图导入模块实现。其中，虚拟机状态监听模块感知到虚拟机关机或虚拟化管理平台下发虚拟机关机任务，向位图导出模块发送位图导出指令；位图导出模块接收到位图导出指令，将虚拟机的指定位图导出到指定路径；虚拟机管理平台下发启动虚拟机任务，虚拟机以暂停的方式启动虚拟机，调用位图导入模块；位图导入模块将指定位图文件导入虚拟机。上述实施例提出了通过持久化位图改善虚拟机增量备份的方法，可以解决使用bitmap做虚拟机备份时，虚拟机关机而导致bitmap丢失的问题，不需要改变底层虚拟磁盘格式即可支持所有类型的虚拟磁盘格式。
请参见图5，图5为本申请实施例所提供的一种虚拟机快照的生成系统的结构示意图；
该系统可以包括：
位图导出模块100，用于当接收到关机指令时，将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态下将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；
位图导入模块200，用于当接收到开机指令时，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存；
快照生成模块300，用于根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。
本实施例在接收到关机指令时，先将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态按下将磁盘脏数据位图由虚拟机内存传输至宿主机的目标文件，由于虚拟机关机不影响宿主机中目标文件的存储，因此磁盘脏数据位图可以避免因虚拟机关机而丢失。在接收到开机指令时，本实施例控制所述虚拟机以暂停的方式启动，并在虚拟机处于暂停状态下将磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存，以便利用虚拟机内存中的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。由于上述虚拟机内存中的磁盘脏数据位图的导入和导出均在虚拟机处于暂停状态下实现，因此可以使磁盘脏数据位图中记录虚拟机的全部磁盘脏数据。本实施例实现虚拟机的磁盘脏数据持久化保存，提高虚拟机快照的完整度。
进一步的，还包括：
第一判断模块，用于判断所述将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图是否全部传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；若是，则关闭所述虚拟机的虚拟机进程。
进一步的，位图导入模块200包括：
启动单元，用于启动所述虚拟机的虚拟机进程并将所述虚拟机的状态设置为暂停状态；
导入单元，用于向所述虚拟机所在的宿主机发送所述位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机在所述虚拟机处于暂停状态下将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存。
进一步的，还包括：
第二判断模块，用于判断所述目标文件中的磁盘脏数据位图是否全部传输至所述虚拟机内存；若是，则将所述虚拟机的状态由暂停状态切换为工作状态。
进一步的，所述虚拟机为libvirt管理下QEMU虚拟机。
进一步的，所述虚拟机快照为CBT块跟踪快照。
进一步的，还包括：
存储模块，用于在根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照之后，将所述虚拟机快照存储至所述虚拟机所在的宿主机的磁盘中。
由于系统部分的实施例与方法部分的实施例相互对应，因此系统部分的实施例请参见方法部分的实施例的描述，这里暂不赘述。
本申请还提供了一种存储介质，其上存有计算机程序，该计算机程序被执行时可以实现上述实施例所提供的步骤。该存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
本申请还提供了一种电子设备，可以包括存储器和处理器，所述存储器中存有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时，可以实现上述实施例所提供的步骤。当然所述电子设备还可以包括各种网络接口，电源等组件。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (10)

1.一种虚拟机快照的生成方法，其特征在于，包括：
当接收到关机指令时，将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态下将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；
当接收到开机指令时，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存；
根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。
2.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，还包括：
判断所述将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图是否全部传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；
若是，则关闭所述虚拟机的虚拟机进程。
3.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存包括：
启动所述虚拟机的虚拟机进程并将所述虚拟机的状态设置为暂停状态；
向所述虚拟机所在的宿主机发送所述位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机在所述虚拟机处于暂停状态下将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存。
4.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，还包括：
判断所述目标文件中的磁盘脏数据位图是否全部传输至所述虚拟机内存；
若是，则将所述虚拟机的状态由暂停状态切换为工作状态。
5.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，所述虚拟机为libvirt管理下QEMU虚拟机。
6.根据权利要求1所述生成方法，其特征在于，所述虚拟机快照为CBT块跟踪快照。
7.根据权利要求1至6任一项所述生成方法，其特征在于，在根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照之后，还包括：
将所述虚拟机快照存储至所述虚拟机所在的宿主机的磁盘中。
8.一种虚拟机快照的生成系统，其特征在于，包括：
位图导出模块，用于当接收到关机指令时，将虚拟机的状态设置为暂停状态，并在暂停状态下将虚拟机内存中的磁盘脏数据位图传输至虚拟机所在的宿主机的目标文件；
位图导入模块，用于当接收到开机指令时，控制所述虚拟机以暂停的方式启动并向所述虚拟机所在的宿主机发送位图导入指令，以使所述虚拟机所在的宿主机将所述磁盘脏数据位图传输至所述虚拟机内存；
快照生成模块，用于根据所述虚拟机内存中存储的磁盘脏数据位图生成虚拟机快照。
9.一种电子设备，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器调用所述存储器中的计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述虚拟机快照的生成方法的步骤。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如上权利要求1至7任一项所述虚拟机快照的生成方法的步骤。
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