CN114816279A - 基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法及控制系统 - Google Patents

基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法及控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法及控制系统，其中，基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态，此时，检测模块处于虚拟盘和磁盘之间，并且对虚拟盘的数据进行持续检测，以关联磁盘的使用状态，并且调配对应的虚拟盘的数据进入至对应的磁盘，从而实现了虚拟盘的数据较为准确地在磁盘进行读写，避免了消息队列的使用，从而避免了消息队列的崩溃，以便于基于检测模块进行数据选择和数据反馈。

Description

基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法及控制系统
技术领域
本发明涉及的虚拟机磁盘读写技术领域，尤其涉及一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法及控制系统。
背景技术
随着科技的发展，虚拟盘广泛应用于数据的传输中，虚拟盘的数据通过消息队列组件进入至不同的磁盘，在不同虚拟机的数据对同一磁盘进行读写时，不同虚拟机的数据会在同一磁盘进行互斥，并且进行择一选择，导致另一数据读写失败，并且容易造成消息队列的崩溃。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，本发明提供了一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法及控制系统，基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态，此时，检测模块处于虚拟盘和磁盘之间，并且对虚拟盘的数据进行持续检测，以关联磁盘的使用状态，并且调配对应的虚拟盘的数据进入至对应的磁盘，从而实现了虚拟盘的数据较为准确地在磁盘进行读写，避免了消息队列的使用，从而避免了消息队列的崩溃，以便于基于检测模块进行数据选择和数据反馈。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，包括：基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态。
另外，本发明实施例还提供了一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制系统，所述基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制系统包括：检测模块：用于基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；反馈模块：用于基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；写入模块：用于磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态。
在本发明实施例中，通过本发明实施例中的方法，基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态，此时，检测模块处于虚拟盘和磁盘之间，并且对虚拟盘的数据进行持续检测，以关联磁盘的使用状态，并且调配对应的虚拟盘的数据进入至对应的磁盘，从而实现了虚拟盘的数据较为准确地在磁盘进行读写，避免了消息队列的使用，从而避免了消息队列的崩溃，以便于基于检测模块进行数据选择和数据反馈。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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它的附图。
图1是本发明实施例中的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法的检测模块的检测流程示意图；
图3是本发明实施例中的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制系统的结构组成示意图；
图4是根据一示例性实施例示出的一种电子装置的硬件图。
图5是本发明实施例中的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法的示意图。
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，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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1至图5，一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，方法包括：
S11：基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；
其中，虚拟盘作为磁盘的数据输送端，并且将数据进行虚拟化，以便于数据在系统中进行输送，虚拟通道用于获取虚拟盘的数据，并且便于在系统中进行输送。
S12：基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；
在本发明具体实施过程中，具体的步骤可以为：
S121：于所述ebpf中输入对应的检测代码；
S122：沿着所述检测代码构建对应的检测模块，并且在获取所述虚拟盘的数据的过程中触发所述检测模块，并记录对应的进程和进程ID号；
其中，ebpf是一项革命性的技术，起源于 Linux 内核，可以在操作系统内核中运行沙盒程序。它用于安全有效地扩展内核的功能，而无需更改内核源代码或加载内核模块，并且沿着所述检测代码构建对应的检测模块，在获取所述虚拟盘的数据的过程中触发所述检测模块，并记录对应的进程和进程ID号，通过检测模块对数据进行更好的检测和反馈，并且记录对应的进程和进程ID号，以便于进行数据追溯。
还有的是，所述基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈，还包括：
S123：获取所述检测模块的反馈数据，所述反馈数据包括所述进程ID号；
S124：基于所述进程ID号确定正在接收数据的虚拟机；
S125：若该虚拟机之前并非打开状态，则设置执行模块的变量值为已使用，且作为磁盘的使用标识。
其中，所述检测模块对虚拟盘的数据进行反馈，并且检测虚拟机之前的找工作状态，若该虚拟机之前并非打开状态，则设置执行模块的变量值为已使用，且作为磁盘的使用标识，从而数据寻找其他的磁盘，避免多个数据拥堵在同一磁盘。
另外，所述基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈，还包括：若该虚拟机之前处于打开状态，则设置执行模块调用命令行执行qemu-agent的fsfreeze命令，并且冻结虚拟机的磁盘操作，以暂停虚拟机的数据读写；对所述虚拟机的数据进行顺序排放，把所述虚拟机相关标识放到数据队列的尾部，从而实现数据的排放，以便于数据在预定的顺序进行逐一写入。
所述基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈，还包括：若所述检测模块返回的是关闭磁盘操作，则设置执行模块的变量值为未使用，获取并删除队列头的虚拟机相关标识，调用qemu-agent的fsfreeze命令解除该虚拟机的冻结操作，让虚拟机继续执行写入操作。
所述基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈，还包括：所述执行模块定时刷新队列变量的数据到备份空间，并在启动时加载；所述执行模块在崩溃的瞬间触发所述执行模块的重新启动
S13：磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态；
另外，所述基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，还包括： Linux提供内核态的动态探针，监视整个系统中的事件；当执行内核函数的时候，在CPU层面原来的指令替换成断点命令，触发中断函数，其中，ebpf 创建一个能在内核运行的程序关联到中断函数上，一旦中断函数执行，ebpf也随之执行。
在本发明实施例中，通过本发明实施例中的方法，基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态，此时，检测模块处于虚拟盘和磁盘之间，并且对虚拟盘的数据进行持续检测，以关联磁盘的使用状态，并且调配对应的虚拟盘的数据进入至对应的磁盘，从而实现了虚拟盘的数据较为准确地在磁盘进行读写，避免了消息队列的使用，从而避免了消息队列的崩溃，以便于基于检测模块进行数据选择和数据反馈。
实施例
请参阅图3，图3是本发明实施例中的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制系统的结构组成示意图。
如图3所示，一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制系统，所述基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制系统包括：
检测模块21：用于基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；
反馈模块22：用于基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；
写入模块23：用于磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态。
本发明提供了一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法及控制系统，基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态，此时，检测模块处于虚拟盘和磁盘之间，并且对虚拟盘的数据进行持续检测，以关联磁盘的使用状态，并且调配对应的虚拟盘的数据进入至对应的磁盘，从而实现了虚拟盘的数据较为准确地在磁盘进行读写，避免了消息队列的使用，从而避免了消息队列的崩溃，以便于基于检测模块进行数据选择和数据反馈。
实施例
请参阅图4，下面参照图4来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备40。图4显示的电子设备40仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图4所示，电子设备40以通用计算设备的形式表现。电子设备40的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元41、上述至少一个存储单元42、连接不同系统组件（包括存储单元42和处理单元41）的总线43。
其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元41执行，使得所述处理单元41执行本说明书上述“实施例方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。
存储单元42可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元（RAM）421和/或高速缓存存储单元422，还可以进一步包括只读存储单元（ROM）423。
存储单元42还可以包括具有一组（至少一个）程序模块425的程序/实用工具424，这样的程序模块425包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。
总线43可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。
电子设备40也可以与一个或多个外部设备（例如键盘、指向设备、蓝牙设备等）通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备40交互的设备通信，和/或与使得该电子设备40能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备（例如路由器、调制解调器等等）通信。这种通信可以通过输入/输出（I/O）接口45进行。并且，电子设备40还可以通过网络适配器46与一个或者多个网络（例如局域网（LAN），广域网（WAN）和/或公共网络，例如因特网）通信。如图4所示，网络适配器46通过总线43与电子设备40的其它模块通信。应当明白，尽管图4中未示出，可以结合电子设备40使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备（可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等）执行根据本公开实施方式的方法。
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：只读存储器（ROM，Read Only Memory）、随机存取存储器（RAM，RandomAccess Memory）、磁盘或光盘等。并且，其存储有计算机程序指令，当所述计算机程序指令被计算机执行时，使计算机执行根据上述的方法。
另外，以上对本发明实施例所提供的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法及控制系统进行了详细介绍，本文中应采用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，其特征在于，包括：
基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；
基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；
磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态。
2.根据权利要求1所述的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，其特征在于，所述基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈，包括：
于所述ebpf中输入对应的检测代码；
沿着所述检测代码构建对应的检测模块，并且在获取所述虚拟盘的数据的过程中触发所述检测模块，并记录对应的进程和进程ID号。
3.根据权利要求2所述的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，其特征在于，所述基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈，还包括：
获取所述检测模块的反馈数据，所述反馈数据包括所述进程ID号；
基于所述进程ID号确定正在接收数据的虚拟机；
若该虚拟机之前并非打开状态，则设置执行模块的变量值为已使用，且作为磁盘的使用标识。
4.根据权利要求3所述的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，其特征在于，所述基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈，还包括：
若该虚拟机之前处于打开状态，则设置执行模块调用命令行执行qemu-agent的fsfreeze命令，并且冻结虚拟机的磁盘操作，以暂停虚拟机的数据读写；
对所述虚拟机的数据进行顺序排放，把所述虚拟机相关标识放到数据队列的尾部。
5.根据权利要求4所述的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，其特征在于，所述基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈，还包括：
若所述检测模块返回的是关闭磁盘操作，则设置执行模块的变量值为未使用，获取并删除队列头的虚拟机相关标识，调用qemu-agent的fsfreeze命令解除该虚拟机的冻结操作，让虚拟机继续执行写入操作。
6.根据权利要求5所述的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，其特征在于，所述基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈，还包括：
所述执行模块定时刷新队列变量的数据到备份空间，并在启动时加载；
所述执行模块在崩溃的瞬间触发所述执行模块的重新启动。
7.根据权利要求6所述的基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，其特征在于，所述基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制方法，还包括：
Linux提供内核态的动态探针，监视整个系统中的事件；
当执行内核函数的时候，在CPU层面原来的指令替换成断点命令，触发中断函数，其中，ebpf 创建一个能在内核运行的程序关联到中断函数上，一旦中断函数执行，ebpf也随之执行。
8.一种基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制系统，其特征在于，所述基于ebpf实现虚拟机磁盘读写的控制系统包括：
检测模块：用于基于虚拟通道获取虚拟盘的数据；
反馈模块：用于基于ebpf拓展检测模块，所述检测模块接受所述虚拟盘的所述数据，并进行反馈；
写入模块：用于磁盘接受经所述检测模块检测的所述数据，并且对所述数据进行逐步写入，其中，磁盘处于使用状态。
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