CN112100003A - 虚拟化磁盘双活容灾方法、装置和系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了虚拟化磁盘双活容灾方法、装置和系统，该方法包括以下步骤：以双活容灾的方式开启虚拟机；在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件；当其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。基于该方法，本发明还提出了虚拟化磁盘双活容灾装置和系统。本发明在虚拟化平台上对虚拟化磁盘增加了双活优化，使ICS在不依赖昂贵的硬件磁盘双活时，在软件层面上对虚拟机的磁盘提供双活容灾。
Description
技术领域
本发明属于计算机数据安全处理技术领域，特别涉及虚拟化磁盘双活容灾方法、装置和系统。
背景技术
ICS，是InCloud Sphere的简称，浪潮服务器虚拟化系统。浪潮服务器虚拟化系统InCloud Sphere是面向IT云化设计和开发的虚拟化平台，通过虚拟化技术整合计算、存储和网络等物理资源，对虚拟资源、硬件资源、用户资源进行集中管理。利用qemu提供虚拟机并对虚拟机的整个生命周期进行管理。
ICS虚拟化磁盘双活容灾方案，是在虚拟化层面对虚拟磁盘进行双写，虚拟机下的每次IO都被复制并写到两个存储池下的磁盘文件中；当一个存储池损坏后，可以使用另外一个存储池中的磁盘文件，保证用户数据不丢失，且能够保证虚拟机不暂停，用户在虚拟机内部无感知。目前缺少浪潮服务器虚拟化系统InCloud Sphere与存储双活间对接的实现方式。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了虚拟化磁盘双活容灾方法、装置和系统，虚拟化平台上对虚拟化磁盘增加了双活优化，使ICS在不依赖昂贵的硬件磁盘双活时，在软件层面上对虚拟机的磁盘提供双活容灾。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
虚拟化磁盘双活容灾方法，包括以下步骤：
以双活容灾的方式开启虚拟机；
在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件；
当其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。
进一步的，所述将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件之后，暂停虚拟机，并从原quorum设备模拟层切换至镜像后的quorum设备模拟层，然后恢复虚拟机运行。
进一步的，所述从原quorum设备模拟层切换至镜像后的quorum设备模拟层，恢复虚拟机运行之后，删除原虚拟机模拟器的两个磁盘文件。
进一步的，所述以双活容灾的方式开启虚拟机包括：
在开机时，校验虚拟机的输入输出文件与磁盘文件的内容是否相同；如果相同，则直接以双活容灾方式开启虚拟机；如果不相同，则复制虚拟机的输入输出文件至容灾存储池，然后再以双活容灾的方式开启虚拟机。
进一步的，所述在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入虚拟机模拟器的两个磁盘文件包括：
虚拟机模拟器依次通过内部的块设备模拟层将底层的磁盘文件模拟成磁盘设备；
虚拟机通过虚拟机磁盘驱动识别所述磁盘设备，将虚拟机的输入输出文件同时写入虚拟机模拟器底层的两个磁盘文件；
虚拟机模拟器向所述虚拟机反馈磁盘文件的写入情况。
进一步的，虚拟化磁盘双活容灾装置，包括虚拟机和虚拟机模拟器；
虚拟机，在正常运行时将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件；
虚拟机模拟器，当虚拟机模拟器内其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。
进一步的，虚拟化磁盘双活容灾系统，包括开启模块、写入模块和镜像模块；
所述开启模块用以双活容灾的方式开启虚拟机；
所述写入模块用于在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件；
所述镜像模块用于当其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。
进一步的，所述系统还包括切换模块；
所述切换模块用于将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件之后，暂停虚拟机，并从原quorum设备模拟层切换至镜像后的quorum设备模拟层，然后恢复虚拟机运行。
发明内容中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是发明所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
本发明提出了虚拟化磁盘双活容灾方法、装置和系统，该方法包括以下步骤：以双活容灾的方式开启虚拟机；在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件；当其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。基于虚拟化磁盘双活容灾方法，本发明还提出了虚拟化磁盘双活容灾装置和系统。本发明在quorum设备模拟层添加了损坏磁盘文件的标记，避免了已损坏磁盘文件的影响，后续的IO操作不再被复制，而是直接下到正常的磁盘文件中，并且后续的IO操作能够正常进行，不影响虚拟机正常使用。另外当损坏的存储池恢复后，ICS能够感知到存储池已经恢复，并通知qemu复制正常的磁盘文件到两个存储池中。后续虚拟机的IO会被复制，并下发到两个新的磁盘文件上。本发明在虚拟化平台上对虚拟化磁盘增加了双活优化，使ICS在不依赖昂贵的硬件磁盘双活时，在软件层面上对虚拟机的磁盘提供双活容灾。
附图说明
如图1为本发明实施例1虚拟化磁盘双活容灾方法流程图；
如图2为为本发明实施例1虚拟机访问磁盘文件的示意图；
如图3为本发明实施例1虚拟机输入输出文件写入虚拟机模拟器磁盘文件示意图；
如图4为本发明实施例1其中一个磁盘文件或磁盘文件所在存储池出错示意图；
如图5为本发明实施例1在虚拟机模拟器内quorum设备模拟层镜像示意图；
如图6为本发明实施例1在虚拟机模拟器内数据迁移示意图；
如图7为本发明实施例2虚拟化磁盘双活容灾装置示意图；
如图8为本发明实施例3虚拟化磁盘双活容灾系统示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
实施例1
本发明实施例1提出了虚拟化磁盘双活容灾方法，如图1为本发明实施例1虚拟化磁盘双活容灾方法流程图；该方法包括以下步骤：
在步骤S101中，以双活容灾的方式开启虚拟机。
在开机时，校验虚拟机的输入输出文件与磁盘文件的内容是否相同；如果相同，则直接以双活容灾方式开启虚拟机；如果不相同，则复制虚拟机的输入输出文件至容灾存储池，然后再以双活容灾的方式开启虚拟机。
在步骤S102中，在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件。
虚拟机模拟器依次通过内部的块设备模拟层将底层的磁盘文件模拟成磁盘设备；
虚拟机通过虚拟机磁盘驱动识别磁盘设备，将虚拟机的输入输出文件同时写入虚拟机模拟器底层的两个磁盘文件；
虚拟机模拟器向所述虚拟机反馈磁盘文件的写入情况。
在步骤S103中，当其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。
在步骤S104中，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件之后，暂停虚拟机，并从原quorum设备模拟层切换至镜像后的quorum设备模拟层，然后恢复虚拟机运行。
在步骤S105中，从原quorum设备模拟层切换至镜像后的quorum设备模拟层，恢复虚拟机运行之后，删除原虚拟机模拟器的两个磁盘文件。
Qemu即虚拟机模拟器，为虚拟机提供了简单的磁盘双写功能。使用qemu的quorum功能，可以复制虚拟机的IO，并将虚拟机的IO写入不同的磁盘文件中。如图2为为本发明实施例1虚拟机访问磁盘文件的示意图；
Qemu通过内部软件模块virtio块设备模拟层和块设备模拟层将底层的磁盘文件模拟成一个磁盘设备，虚拟机内部通过虚拟机磁盘驱动可以识别到该磁盘设备。这里不限于virtio块设备模拟层，qemu同样可以将磁盘文件模拟成ide和scsi设备。本发明实施例只列出virtio设备的情况，本发明保护的范围不局限于实施例1。
如图3为本发明实施例1虚拟机输入输出文件写入虚拟机模拟器磁盘文件示意图；使用quorum后，qemu使用两个文件文件1和文件2共同模拟，这两个文件内容一样，当虚拟机下IO后，在quorum设备模拟层复制IO，并同时写到这两个文件中。通过设定，可以保证两个IO都写成功后再向上通知写成功，当有一个文件不能写入时，向虚拟机报错。
如图4为本发明实施例1其中一个磁盘文件或磁盘文件所在存储池出错示意图；但是当有一个文件文件1不能写入时，就向虚拟机报错，无法保证虚拟化磁盘双活，因此对quorum设备模拟层进行优化。当quorum设备模拟层向其中一个文件写操作失败后，在内部标记该文件损坏，并推送事件告知ICS，当另外一个文件写操作成功后，通知虚拟机写成功。以后的所有IO，quorum设备模拟层不再复制IO，而是直接将IO写入文件2中。
如图5为本发明实施例1在虚拟机模拟器内quorum设备模拟层镜像示意图；ICS接收到qemu推送的磁盘文件写失败后，检测文件1所在存储池的可读写性，如果文件1所在存储池发生了存储故障，就不断检测直至存储恢复，然后执行存储恢复动作；如果文件1所在的存储池没有问题，表明文件1出错，就直接执行存储恢复动作。
ICS执行存储恢复动作如下图，在quorum设备模拟层加上镜像驱动功能，能够将quorum设备模拟层整体复制一份。当ICS执行存储恢复动作，通知qemu执行驱动镜像时，qemu复制quorum设备模拟层为新的quorum设备模拟层，同时新的quorum设备模拟层下面的新的文件1和新的文件2是文件2的实时拷贝。
如图6为本发明实施例1在虚拟机模拟器内数据迁移示意图；在新的文件1和新的文件2的拷贝完成后，立即暂停虚拟机，并执行quorum设备模拟层的切换动作，然后恢复虚拟机运行。由于quorum设备模拟层的切换动作很快，属于毫秒级别，因此客户虚拟机不感知。由于child1和child2都是存活状态，虚拟机下的IO会被复制，然后同时写到底层两个文件中。
存储恢复完成后，ICS对原有的文件1和文件2进行删除，回收存储池空间。
实施例2
基于虚拟化磁盘双活容灾方法，本发明还提出了虚拟化磁盘双活容灾装置，如图7为本发明实施例2虚拟化磁盘双活容灾装置示意图。该装置包括虚拟机和虚拟机模拟器。
虚拟机，在正常运行时将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件。
虚拟机模拟器，当虚拟机模拟器内其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。
实施例3
基于虚拟化磁盘双活容灾方法，本发明还提出了虚拟化磁盘双活容灾系统，如图8为本发明实施例3虚拟化磁盘双活容灾系统示意图，该系统包括开启模块、写入模块和镜像模块。
开启模块用以双活容灾的方式开启虚拟机。
写入模块用于在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件。
镜像模块用于当其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。
系统还包括切换模块；切换模块用于将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件之后，暂停虚拟机，并从原quorum设备模拟层切换至镜像后的quorum设备模拟层，然后恢复虚拟机运行。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.虚拟化磁盘双活容灾方法，其特征在于，包括以下步骤：
以双活容灾的方式开启虚拟机；
在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件；
当其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。
2.根据权利要求1所述的虚拟化磁盘双活容灾方法，其特征在于，所述将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件之后，暂停虚拟机，并从原quorum设备模拟层切换至镜像后的quorum设备模拟层，然后恢复虚拟机运行。
3.根据权利要求2所述的虚拟化磁盘双活容灾方法，其特征在于，所述从原quorum设备模拟层切换至镜像后的quorum设备模拟层，恢复虚拟机运行之后，删除原虚拟机模拟器的两个磁盘文件。
4.根据权利要求1所述的虚拟化磁盘双活容灾方法，其特征在于，所述以双活容灾的方式开启虚拟机包括：
在开机时，校验虚拟机的输入输出文件与磁盘文件的内容是否相同；如果相同，则直接以双活容灾方式开启虚拟机；如果不相同，则复制虚拟机的输入输出文件至容灾存储池，然后再以双活容灾的方式开启虚拟机。
5.根据权利要求1所述的虚拟化磁盘双活容灾方法，其特征在于，所述在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入虚拟机模拟器的两个磁盘文件包括：
虚拟机模拟器依次通过内部的块设备模拟层将底层的磁盘文件模拟成磁盘设备；
虚拟机通过虚拟机磁盘驱动识别所述磁盘设备，将虚拟机的输入输出文件同时写入虚拟机模拟器底层的两个磁盘文件；
虚拟机模拟器向所述虚拟机反馈磁盘文件的写入情况。
6.虚拟化磁盘双活容灾装置，其特征在于，包括虚拟机和虚拟机模拟器；
虚拟机，在正常运行时将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件；
虚拟机模拟器，当虚拟机模拟器内其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。
7.虚拟化磁盘双活容灾系统，其特征在于，包括开启模块、写入模块和镜像模块；
所述开启模块用以双活容灾的方式开启虚拟机；
所述写入模块用于在虚拟机正常运行时，将虚拟机的输入输出文件同时写入原虚拟机模拟器的两个磁盘文件；
所述镜像模块用于当其中一个磁盘文件或者磁盘文件所在存储池出错时，则将虚拟机的输入输出文件写入未出错的磁盘文件；并执行原quorum设备模拟层镜像，将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件。
8.根据权利要求7所述的虚拟化磁盘双活容灾系统，其特征在于，所述系统还包括切换模块；
所述切换模块用于将未出错的磁盘文件分别拷贝至镜像后quorum设备模拟层下面的两个磁盘文件之后，暂停虚拟机，并从原quorum设备模拟层切换至镜像后的quorum设备模拟层，然后恢复虚拟机运行。
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| CN115080316A (zh) * | 2022-07-06 | 2022-09-20 | 广西飞创信息科技有限公司 | 一种基于虚拟化技术的跨存储平台双活容灾保护方法和系统 |
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