CN114138409B - 虚拟机镜像文件迁移的方法、装置及存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种虚拟机镜像文件迁移的方法、装置及存储介质，涉及服务器技术领域，解决了现有技术方案中虚拟磁盘镜像文件迁移过程耗时长、效率低的问题。该方法包括：获取虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间，并对未使用内存空间的扇区进行标记；虚拟机关机后在所属宿主机上通过第一命令挂载虚拟机的镜像文件；遍历虚拟机中镜像文件的所有扇区，记录被标记的扇区；拷贝时仅对未标记的扇区进行数据拷贝。该装置应用有上述方案所提的方法。

Description

虚拟机镜像文件迁移的方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及计算机信息技术领域，尤其涉及一种虚拟机镜像文件迁移的方法、装置及存储介质。

背景技术

虚拟机是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。通过虚拟机软件，用户可以在一台物理计算机上模拟出一台或多台虚拟的计算机，这些虚拟机完全就像真正的计算机那样进行工作，例如，用户可以安装操作系统、安装应用程序、访问网络资源等。对于用户而言，它只是运行在你物理计算机上的一个应用程序，但是对于在虚拟机中运行的应用程序而言，它就是一台真正计算机。现有技术中常用的虚拟机镜像文件迁移方案如下：

一、全量数据拷贝：

将虚拟机的镜像文件的内容从源存储拷贝到目的存储。此种方案的优点在于可以保证迁移后数据的完整性，缺点是拷贝的数据量大，迁移耗时较长。

二、采用数据压缩技术进行迁移加速：

此种方案是对方案一的改进，在迁移过程中，从源端读取源镜像文件的内容并压缩，然后将压缩后的数据传输到目的端存储，最终在目的端对数据进行解压，并将解压后的数据写入新的虚拟磁盘。此种方案因为对传输的数据进行了压缩，减少了传输的数据量，因而较方案一可以提高一定的传输效率。但压缩、解压的过程也要耗费一定的cpu、内存等资源，在部分情况下的压缩率比较低。

对于精简置备的虚拟磁盘镜像文件，当前主流的迁移方案，都要将虚拟机guest操作系统写入磁盘的文件进行全量的拷贝，即使在虚拟机内删除了文件，相应的磁盘数据在迁移时仍然要进行拷贝。例如，虚拟机磁盘大小1TB，虚拟机guest操作系统向磁盘写入1TB的数据，然后又删除了800GB的数据，实际使用200GB，但是在进行虚拟机磁盘迁移时，要迁移1TB的数据而不是只迁移实际使用的200GB数据。可见，现有技术中的虚拟磁盘镜像文件存在耗时长、效率低的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于提供一种虚拟机镜像文件迁移的方法、装置及存储介质，解决了现有技术方案中虚拟磁盘镜像文件迁移过程耗时长、效率低的问题。

为了实现上述目的，本发明的第一方面提供一种虚拟机镜像文件迁移方法，包括：

获取虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间，并对所述未使用内存空间的扇区进行标记；

虚拟机关机后在所属宿主机上通过第一命令挂载虚拟机的镜像文件；

遍历虚拟机中镜像文件的所有扇区，记录被标记的扇区；

拷贝时仅对未标记的扇区进行数据拷贝。

优选地，对所述未使用内存空间进行扇区标记的方法包括：

采用写零方式对所述未使用内存空间的扇区进行标记。

优选地，对所述未使用内存空间进行扇区标记的方法包括：

对于linux操作系统，计算出虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间；

使用第二命令写一个比未使用内存空间小的文件，所述文件的内容全部写零。

较佳地，对所述未使用内存空间进行扇区标记的方法包括：

对于windows操作系统，使用工具对未使用内存空间全部写零。

示例性地，所述第二命令为dd命令，所述工具为Sdelete。

优选地，所述第一命令为qemu-nbd命令。

优选地，拷贝时仅对未被标记的扇区进行拷贝的方法包括：

拷贝时自动跳过被标记的扇区，仅拷贝未被标记扇区中的数据。

与现有技术相比，本发明提供的虚拟机镜像文件迁移方法具有以下有益效果：

本发明提供的虚拟机镜像文件迁移方法中，首先获取虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间，也即剩余内存空间，并对未使用内存空间的扇区进行标记，然后将虚拟机关机，在所属宿主机上通过第一命令挂载虚拟机的镜像文件，接着遍历虚拟机中镜像文件的所有扇区，记录被标记的扇区，拷贝时自动跳过被标记的扇区，仅拷贝未被标记扇区中的数据。

对比传统的虚拟机镜像文件迁移方案，在虚拟化层因无法获取虚拟机操作系统内磁盘的实际使用情况而造成精简置备的磁盘大小只能增大不能减少的问题，随着虚拟机使用，精简置备的虚拟机镜像文件会不断膨胀，在进行磁盘迁移时，只能对磁盘文件进行全量拷贝。而本发明在拷贝时通过自动跳过被标记的扇区，仅拷贝未被标记扇区中的数据，从而大幅降低了拷贝耗时，提升了镜像文件迁移效率。

本发明的第二方面提供一种虚拟机镜像文件迁移装置，包括：

计算单元，获取虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间，并对所述未使用内存空间的扇区进行标记；

挂载单元，虚拟机关机后在所属宿主机上通过第一命令挂载虚拟机的镜像文件；

遍历单元，遍历虚拟机中镜像文件的所有扇区，记录被标记的扇区；

拷贝单元，拷贝时仅对未标记的扇区进行数据拷贝。

优选地，标记的方式为采用写零方式对所述未使用内存空间的扇区进行标记。

与现有技术相比，本发明提供的虚拟机镜像文件迁移装置的有益效果与上述技术方案提供的虚拟机镜像文件迁移方法的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明的第三方面提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述虚拟机镜像文件迁移方法的步骤。

与现有技术相比，本发明提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述技术方案提供的虚拟机镜像文件迁移方法的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例中虚拟机镜像文件迁移方法的流程示意图；

图2为本发明实施例中虚拟机镜像文件迁移装置的结构框图；

图3为本发明实施例中电子设备的示意图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，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，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，均属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本实施例提供一种虚拟机镜像文件迁移方法，包括：

获取虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间，并对未使用内存空间的扇区进行标记；虚拟机关机后在所属宿主机上通过第一命令挂载虚拟机的镜像文件；遍历虚拟机中镜像文件的所有扇区，记录被标记的扇区；拷贝时仅对未被标记的扇区进行数据拷贝。

本实施例提供的虚拟机镜像文件迁移方法中，虚拟机使用虚拟磁盘镜像文件作为虚拟机虚拟磁盘的后端，首先获取虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间，也即剩余内存空间，并对未使用内存空间的扇区进行标记，然后将虚拟机关机，在所属宿主机上通过第一命令挂载虚拟机的镜像文件，接着遍历虚拟机中镜像文件的所有扇区，记录被标记的扇区，拷贝时自动跳过被标记的扇区，仅拷贝未被标记扇区中的数据。

对比传统的虚拟机镜像文件迁移方案，在虚拟化层因无法获取虚拟机操作系统内磁盘的实际使用情况而造成精简置备的磁盘大小只能增大不能减少的问题，随着虚拟机使用精简置备的虚拟机镜像文件会不断膨胀，在进行磁盘迁移时，只能对磁盘文件进行全量拷贝。而本实施例在拷贝时通过自动跳过被标记的扇区，仅拷贝未被标记扇区中的数据，从而大幅降低了拷贝耗时，提升了镜像文件迁移效率。

上述实施例中，对所述未使用内存空间进行扇区标记的方法包括：采用写零方式对未使用内存空间的扇区进行标记。

具体实施时，对未使用内存空间进行扇区标记的方法如下：

1、对于linux操作系统，计算出虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间；使用第二命令写一个比未使用内存空间小的文件，所述文件的内容全部写零。例如，使用dd命令写一个比剩余磁盘大小略小的文件，文件的内容全部写零。

2、对于windows操作系统，使用工具对未使用内存空间全部写零。例如，使用微软提供的工具Sdelete，对剩余可用的磁盘空间全部写零。

示例性地，第一命令为qemu-nbd命令，第二命令为dd命令，工具为Sdelete。

可见，本实施例可兼容各种操作系统，不论是windows操作系统还是linux操作系统，都可以使用这种方案进行迁移加速。同时，本实施例可兼容各种虚拟化软件，对于vmware、kvm等各种虚拟化都可以采用这种方案进行加速。另外，本实施例可兼容各种镜像文件格式，适用于vmdk、qcow2等各种格式的镜像文件迁移。

综上，本实施例解决了迁移磁盘需要对镜像文件进行全量拷贝的问题，通过写零操作只需拷贝实际使用的磁盘数据，减少了磁盘迁移拷贝的数据量，大大提高了迁移的效率。尤其对于虚拟机guest操作系统内写入大量文件且存在删除文件的情况，效果尤其显著。

上述实施例中，拷贝时仅对未被标记的扇区进行拷贝的方法包括：拷贝时自动跳过被标记的扇区，仅拷贝未被标记扇区中的数据。

具体实施时，将镜像文件从源存储拷贝到目的存储，拷贝文件时自动跳过全零的扇区，只拷贝非全零的扇区。

可以理解的是，虚拟磁盘镜像文件是用来模拟物理磁盘的特殊格式的文件，用于存储虚拟机硬盘驱动器的内容，它是在宿主机上的一个文件，对于虚拟机来说，它就是一个物理磁盘。虚拟机guest操作系统可以在上面创建自己的文件系统。常见的镜像文件的格式有vhd、vmdk、qcow2等。

虚拟磁盘镜像文件的置备方式包括如下几种：

1、厚置备延迟置零

以默认的厚格式创建虚拟磁盘。创建过程中为虚拟磁盘分配所需空间。创建时不会擦除物理设备上保留的任何数据，但是以后从虚拟机首次执行写操作时会按需要将其置零。简单的说就是立刻分配指定大小的空间，空间内数据暂时不清空，以后按需清空。

2、厚置备置零

在创建镜像文件时为虚拟磁盘分配所需的空间，与厚置备延迟置零不同，在创建过程中会将物理设备上保留的数据置零。创建这种格式的磁盘所需的时间可能会比创建其他类型的磁盘长，简单的说就是立刻分配指定大小的空间，并将该空间内所有数据清空。

3、精简置备

创建虚拟磁盘镜像文件时，占用磁盘的空间大小根据实际使用量计算，即用多少分多少，提前不分配空间，对磁盘保留数据不置零，且最大不超过划分磁盘的大小。所以当有I/O操作时，需要先分配空间，在将空间置零，才能执行I/O操作。当有频繁I/O操作时，磁盘性能会有所下降I/O不频繁时，磁盘性能较好；I/O频繁时，磁盘性能较差。时间短，适合于对磁盘I/O不频繁的业务应用虚拟机简单的说就是为该磁盘文件指定增长的最大空间，需要增长的时候检查是否超过限额。

实施例二

请参阅图2，本实施例提供一种虚拟机镜像文件迁移装置，包括：

计算单元，获取虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间，并对所述未使用内存空间的扇区进行标记；

挂载单元，虚拟机关机后在所属宿主机上通过第一命令挂载虚拟机的镜像文件；

遍历单元，遍历虚拟机中镜像文件的所有扇区，记录被标记的扇区；

拷贝单元，拷贝时仅对未标记的扇区进行数据拷贝。

优选地，标记的方式为采用写零方式对所述未使用内存空间的扇区进行标记。

与现有技术相比，本发明实施例提供的虚拟机镜像文件迁移装置的有益效果与上述实施例一提供的虚拟机镜像文件迁移方法的有益效果相同，在此不做赘述。

实施例三

本实施例提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器运行时执行上述虚拟机镜像文件迁移方法的步骤。

本实施例提供的计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、系统或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本实施例中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、系统或者器件使用或者与其结合使用。计算机可读存储介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：电线、光缆、RF(射频)等等，或者上述的任意合适的组合。

上述计算机可读存储介质可以是电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入电子设备中。

上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被电子设备执行时，使得电子设备：获取至少两个网际协议地址；向节点评价设备发送包括所述至少两个网际协议地址的节点评价请求，其中，所述节点评价设备从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址并返回；接收所述节点评价设备返回的网际协议地址；其中，所获取的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。

或者，上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被电子设备执行时，使得该电子设备：接收包括至少两个网际协议地址的节点评价请求；从所述至少两个网际协议地址中，选取网际协议地址；返回选取出的网际协议地址；其中，接收到的网际协议地址指示内容分发网络中的边缘节点。

可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本公开的操作的计算机程序代码，上述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、Smalltalk、C++，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(LAN)或广域网(WAN)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。其中，模块的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。

本实施例提供的计算机可读存储介质，存储有用于执行上述整机柜服务器的均流侦测方法的计算机可读程序指令，解决了现有技术方案中虚拟磁盘镜像文件迁移过程耗时长、效率低的问题。与现有技术相比，本实施例提供的计算机可读存储介质的有益效果与上述实施例一提供的虚拟机镜像文件迁移的方法的有益效果相同，在此不做赘述。

实施例四

本实施例提供一种电子设备，电子设备包括：至少一个处理器；以及，与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行上述实施例一中的虚拟机镜像文件迁移的方法。

下面参考图3，其示出了适于用来实现本公开实施例的电子设备的结构示意图。本公开实施例中的电子设备可以包括但不限于诸如移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。图3示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图3所示，电子设备可以包括处理装置(例如中央处理器、图形处理器等)，其可以根据存储在只读存储器(ROM)中的程序或者从存储装置加载到随机访问存储器(RAM)中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM中，还存储有电子设备操作所需的各种程序和数据。处理装置、ROM以及RAM通过总线彼此相连。输入/输出(I/O)接口也连接至总线。

通常，以下系统可以连接至I/O接口：包括例如触摸屏、触摸板、键盘、鼠标、图像传感器、麦克风、加速度计、陀螺仪等的输入装置；包括例如液晶显示器(LCD)、扬声器、振动器等的输出装置；包括例如磁带、硬盘等的存储装置；以及通信装置。通信装置可以允许电子设备与其他设备进行无线或有线通信以交换数据。虽然图中示出了具有各种系统的电子设备，但是应理解的是，并不要求实施或具备所有示出的系统。可以替代地实施或具备更多或更少的系统。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信装置从网络上被下载和安装，或者从存储装置被安装，或者从ROM被安装。在该计算机程序被处理装置执行时，执行本公开实施例的方法中限定的上述功能。

本发明提供的电子设备，采用上述实施例一中的虚拟机镜像文件迁移的方法，解决了现有技术方案中虚拟磁盘镜像文件迁移过程耗时长、效率低的问题。与现有技术相比，本发明实施例提供的电子设备的有益效果与上述实施例一提供的虚拟机镜像文件迁移的方法的有益效果相同，且该电子设备中的其他技术特征与上一实施例方法公开的特征相同，在此不做赘述。

应当理解，本公开的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种虚拟机镜像文件迁移方法，其特征在于，包括：

获取虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间，并对所述未使用内存空间的扇区进行标记；

虚拟机关机后在所属宿主机上通过第一命令挂载虚拟机的镜像文件；

遍历虚拟机中镜像文件的所有扇区，记录被标记的扇区；

拷贝时仅对未标记的扇区进行数据拷贝；

所述对所述未使用内存空间的扇区进行标记，包括：

采用写零方式对所述未使用内存空间的扇区进行标记。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述未使用内存空间进行扇区标记的方法包括：

对于linux操作系统，计算出虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间；

使用第二命令写一个比未使用内存空间小的文件，所述文件的内容全部写零。

3.根据权利要求2中所述的方法，其特征在于，对所述未使用内存空间进行扇区标记的方法包括：

对于windows操作系统，使用工具对未使用内存空间全部写零。

4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述第二命令为dd命令，所述工具为Sdelete。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一命令为qemu-nbd命令。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，拷贝时仅对未被标记的扇区进行拷贝的方法包括：

拷贝时自动跳过被标记的扇区，仅拷贝未被标记扇区中的数据。

7.一种虚拟机镜像文件迁移装置，其特征在于，包括：

计算单元，获取虚拟机操作系统内文件系统中未使用的内存空间，并对所述未使用内存空间的扇区进行标记；

所述计算单元，还用于采用写零方式对所述未使用内存空间的扇区进行标记；

挂载单元，虚拟机关机后在所属宿主机上通过第一命令挂载虚拟机的镜像文件；

遍历单元，遍历虚拟机中镜像文件的所有扇区，记录被标记的扇区；

拷贝单元，拷贝时仅对未标记的扇区进行数据拷贝。

8.一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其特征在于，计算机程序被处理器运行时执行上述权利要求1至6任一项所述方法的步骤。