DE102010001985A1

DE102010001985A1 - Vorrichtung zum Schalten des Betriebs einer virtuellen Maschine zwischen mehreren Computern, die der gleichen Computerplattform zugeordnet sind, und entsprechende Schaltverfahren

Info

Publication number: DE102010001985A1
Application number: DE102010001985A
Authority: DE
Inventors: Hsiang-Tsung Kung; Teng-Chang Chang; Kuang-Ming Liujia Wang
Original assignee: Institute for Information Industry
Current assignee: Institute for Information Industry
Priority date: 2009-11-09
Filing date: 2010-02-16
Publication date: 2011-05-19
Also published as: GB2475357A; TW201117100A; GB201001550D0; CN102053857A; JP2011100431A; GB2475357B; US20110113426A1

Abstract

Durch die vorliegende Erfindung wird eine Vorrichtung zum Managen des Betriebs einer virtuellen Maschine auf einer Desktop- oder Laptop-Plattform bereitgestellt, wobei die Vorrichtung einen ersten Computer, einen zweiten Computer und einen gemeinsam genutzten Speicher aufweist. Der erste Computer weist einen ersten Schalt-Hypervisor auf, auf dem eine virtuelle Maschine läuft. Der zweite Computer weist einen zweiten Schalt-Hypervisor auf, wobei der zweite Schalt-Hypervisor mit dem ersten Schalt-Hypervisor kommuniziert. Der gemeinsam genutzte Speicher ist mit dem ersten und dem zweiten Computer verbunden, und der erste und der zweite Schalt-Hypervisor können auf den gemeinsam genutzten Speicher zugreifen, wobei der erste Schalt-Hypervisor Zustandinformation für die virtuelle Maschine in den gemeinsam genutzten Speicher speichert. Wenn der erste Schalt-Hypervisor eine Schaltmitteilung zum Schalten der virtuellen Maschine auf den zweiten Computer empfängt, unterbricht er den Betrieb der virtuellen Maschine, woraufhin der zweite Schalt-Hypervisor die gespeicherte Zustandinformation für die virtuelle Maschine vom gemeinsam genutzten Speicher abruft und den Betrieb der virtuellen Maschine gemäß der erhaltenen Zustandinformation für die virtuelle Maschine auf dem zweiten Computer fortsetzt.

Description

Hintergrund der Erfindung
Bereich der Erfindung
Die Erfindung betrifft allgemein das Management einer auf einer Desktop- oder Laptop-Plattform, die aus mehreren homogenen oder heterogenen Zentraleinheiten (CPUs) besteht, betriebenen virtuellen Maschine und insbesondere Vorrichtungen zum Managen des Schaltens einer laufenden virtuellen Maschine zwischen zwei oder mehr Computern, die der gleichen Computerplattform zugeordnet sind.
Beschreibung der verwandten Technik
Die Virtualisierung von Computersystemen hat sich in der jüngsten Zeit weit verbreitet. Virtualisierung bezeichnet eine neue Schicht, die Computerhardware von einem Betriebssystem (OS) und darauf laufenden Anwendungen abstrahiert. Virtualisierungstechniken ermöglichen es Computerhardware, die gleichzeitige Ausführung von mehr als einem Betriebssystem zu unterstützen. Außerdem werden Betriebssysteme und zugeordnete Anwendungen, die in als virtuelle Maschinen bezeichneten Containern gehalten werden, durch einen Hypervisor (oder sogenannten Virtual Machine Monitor (VMM)) gesteuert und zeitlich geplant. Der Hypervisor ist eine Computersoftware-/Computerhardwareplattform-Virtualisierungssoftware, die es mehreren virtuellen Maschinen ermöglicht, gleichzeitig auf einem Host- oder Wirtsrechner zu laufen. Der Hypervisor kann einen Satz virtueller Ressourcen bereitstellen, wie beispielsweise eine virtuelle CPU, einen Speicher und ein Ein-/Ausgabegerät für darauf laufende Anwendungen. Der Hypervisor kann Teile der physischen Hardwaregeräte oder alle physischen Hardwaregeräte des Hostrechners in eine virtuelle Maschine abbilden und in der virtuellen Maschine enthaltene virtuelle Geräte erzeugen. Der Hypervisor kann die virtualisierten Hardwaregeräte verwenden, um Dienste für die virtuelle Maschine und einen Schutz für mehrere darauf laufende virtuelle Maschinen bereitzustellen.
Die herkömmliche Virtualisierungstechnik ermöglicht den Betrieb von mehr als einer virtuellen Maschine mit einem virtuellen Betriebssystem (OS) und einem Satz virtueller Hardwaregeräte auf der gleichen Computerarchitektur. Beispielsweise kann unter Verwendung der herkömmlichen Virtualisierungstechnik ein einzelnes x86-basiertes Computersystem ein oder mehr ARM-basierte oder x86-basierte virtuelle Maschinen hosten. Es unterstützt allerdings keinen dynamischen Schaltvorgang für den Betrieb der gleichen virtuellen Maschine zwischen mehreren homogenen oder heterogenen CPUs, die ein einzelnes Computersystem bilden, z. B. einen Desktop oder Laptop. Es ergeben sich wichtige Vorteile, wenn die Möglichkeit geschaffen wird, diesen dynamischen Schaltvorgang zwischen CPUs zu unterstützen. Beispielsweise kann während einer Zeitdauer, in der eine CPU durch eine virtuelle Maschine nur in geringem Maße ausgelastet ist, die virtuelle Maschine auf eine andere CPU geschaltet werden, in der mehrere Workloads konsolidiert werden können. Dadurch wird ermöglicht, dass die ursprüngliche CPU auf einen Bereitschafts- oder Energiesparmodus eingestellt werden kann, um den Gesamtenergieverbrauch des Systems zu senken. Für eine Hybrid-Desktop- oder Laptop-Plattform mit heterogenen CPUs, z. B. x86- und ARM-CPUs, kann eine x86-basierte virtuelle Maschine im Allgemeinen die ARM-CPU nutzen, um den Energieverbrauch zu senken, wobei jedoch in Phasen, in denen es erforderlich ist, CPU-intensive (CPU-bound) x86-Anwendungen auszuführen (z. B. Multimedia-Codier-/Decodierprozesse), die virtuelle Maschine dynamisch geschaltet werden kann, so dass sie auf der x86-CPU betrieben wird.
Daher besteht ein Bedarf für neue Verfahren zum Managen einer virtuellen Maschine zwischen mehreren in einer einzelnen Plattform eingebetteten Computern.
Kurze Beschreibung der Erfindung
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein verbessertes und effektives Verfahren zum Managen einer virtuellen Maschine zwischen mehreren in ein einzelnes System eingebetteten homogenen oder heterogenen Computern bereitzustellen.
Eine Ausführungsform einer Vorrichtung zum Managen einer laufenden virtuellem Maschine weist einen ersten Computer, einen zweiten Computer und einen gemeinsam genutzten Speicher auf. Der erste Computer weist einen ersten Schalt-Hypervisor auf, auf dem eine virtuelle Maschine läuft. Der zweite Computer weist einen zweiten Schalt-Hypervisor auf, wobei der zweite Schalt-Hypervisor mit dem ersten Schalt-Hypervisor kommuniziert. Der gemeinsam genutzte Speicher ist mit dem ersten und dem zweiten Computer verbunden, und der erste und der zweite Schalt-Hypervisor können auf den gemeinsam genutzten Speicher zugreifen, wobei der erste Schalt-Hypervisor Zustandinformation für die virtuelle Maschine in den gemeinsam genutzten Speicher speichert. Wenn eine Schaltinformation zum Schalten der virtuellen Maschine auf den zweiten Computer empfangen wird, unterbricht der erste Schalt-Hypervisor seinen Betrieb der virtuellen Maschine. Daraufhin ruft der zweite Schalt-Hypervisor die gespeicherte Zustandinformation für die virtuelle Maschine vom gemeinsam genutzten Speicher ab und setzt den Betrieb der virtuellen Maschine auf dem zweiten Computer gemäß der erhaltenen Zustandinformation für die virtuelle Maschine fort.
Gemäß einer Ausführungsform wird ein Schaltverfahren zum Schalten einer laufenden virtuellen Maschine zwischen Computern in einer Vorrichtung bereitgestellt, die mindestens einen ersten und einen zweiten Computer und einen dazwischen verbundenen gemeinsam genutzten Speicher aufweist, wobei der erste Computer einen ersten Schalt-Hypervisor aufweist, auf dem eine virtuelle Maschine läuft, und der zweite Computer einen mit dem ersten Schalt-Hypervisor kommunizierenden zweiten Schalt-Hypervisor aufweist. Das Verfahren weist die folgenden Schritte auf. Zunächst wird Zustandinformation für die laufende virtuelle Maschine durch den ersten Schalt-Hypervisor des ersten Computers in den gemeinsam genutzten Speicher gespeichert, wenn die virtuelle Maschine auf dem ersten Computer läuft. Dann wird eine Schaltmitteilung zum Schalten der virtuellen Maschine auf den zweiten Computer empfangen. Daraufhin wird die gespeicherte Zustandinformation für die virtuelle Maschine vom gemeinsam genutzten Speicher durch den zweiten Schalt-Hypervisor abgerufen, und der Betrieb der virtuellen Maschine wird gemäß der abgerufenen Zustandinformation für die virtuelle Maschine auf dem zweiten Computer fortgesetzt.
Schaltverfahren und -vorrichtungen können in der Form eines durch ein physisches Medium implementierten Programmcodes bereitgestellt werden. Wenn der Programmcode in eine Maschine geladen und darin ausgeführt wird, wird die Maschine zu einer Vorrichtung zum Implementieren des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezug auf die folgende ausführliche Beschreibung und die beigefügten Zeichnungen verdeutlicht; es zeigen:
1 ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Managen einer laufenden virtuellen Maschine;
2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen gemeinsam genutzten Speichers;
3 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Auswählen einer laufenden virtuellen Maschine in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung; und
4 ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Schaltverfahrens zum Schalten einer laufenden virtuellen Maschine von einem ersten Computer auf einen zweiten Computer in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Ausführliche Beschreibung der Erfindung
Die folgende Beschreibung betrifft die gegenwärtig als beste erachtete Technik zum Implementieren der Erfindung. Die vorliegende Beschreibung dient zum Erläutern der allgemeinen Prinzipien der Erfindung und sollte nicht im einschränkenden Sinne verstanden werden. Der Schutzumfang der Erfindung ist durch die beigefügten Ansprüche definiert.
1 zeigt ein schematisches Diagramm zum Darstellen einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 zum Managen einer laufenden virtuellen Maschine. Die Vorrichtung 100 weist mindestens zwei oder mehr Computer 110 und 120, einen gemeinsam genutzten Speicher 130 und eine Schnittstellenverbindung 140 auf. Eine virtuelle Maschine 150 ist zwischen den Computern 110 und 120 betreibbar. Jeder der Computer weist ferner eine Verarbeitungseinheit zum Steuern des Betriebs des Computers und einen Schalt-Hypervisor zum Managen des Betriebs einer virtuellen Maschine 150 auf. Die virtuelle Maschine 150, die durch den Schalt-Hypervisor des Computers 110 oder 120 erzeugt und gesteuert wird, kann eine virtuelle CPU (Zentraleinheit), einen Speicher und einen Satz virtueller Hardwaregeräte aufweisen. Beispielsweise kann der Computer 110, wie in 1 dargestellt ist, eine Verarbeitungseinheit 112 zum Steuern des Betriebs des Computers 110 und einen ersten Schalt-Hypervisor 114 zum Managen des Betriebs der virtuellen Maschine 150 aufweisen. Der Computer 120 kann eine Verarbeitungseinheit 122 und einen mit dem ersten Schalt-Hypervisor 114 kommunizierenden zweiten Schalt-Hypervisor 124 zum Managen des Betriebs einer virtuellen Maschine aufweisen. Der Computer 120 ist über die Schnittstellenverbindung 140 mit dem Computer 110 verbunden.
Die Computer 110 und 120 können Verarbeitungseinheiten des gleichen Typs oder verschiedener Typen und Hardwaregeräte aufweisen. In einer Ausführungsform können die Computer 110 und 120 beispielsweise Verarbeitungseinheiten des gleichen Verarbeitungseinheittyps aufweisen, z. B. eine CPU (Zentraleinheit) der Serie x86, auf denen das gleiche Betriebssystem (OS) läuft, z. B. ein Windows-basiertes Betriebssystem. In einer anderen Ausführungsform können die Computer 110 und 120 Verarbeitungseinheiten verschiedener Verarbeitungseinheittypen aufweisen, auf denen verschiedene Betriebssysteme laufen. Beispielsweise kann der Verarbeitungseinheittyp des Computers 110 eine CPU der Serie x86 sein, und der Verarbeitungseinheittyp des Computers 110 kann ein ARM-Prozessor sein. Außerdem kann der Betriebssystemtyp des Computers 110 ein Windows-basiertes Betriebssystem sein, während der Betriebssystemtyp des Computers 120 ein Linux-basiertes Betriebssystem sein kann.
Der gemeinsam genutzte Speicher 130 ist mit den Computern 110 und 120 verbunden, und die Computer 110 und 120 und damit auch der erste und der zweite Hypervisor 114 und 124 können auf den gemeinsam genutzten Speicher zugreifen. Der gemeinsam genutzte Speicher 130 kann den gesamten physikalischen Speicher, der durch die laufende virtuelle Maschine verwendet wird, oder einen Teil des physikalischen Speichers hosten. Es ist außerdem ersichtlich, dass der gemeinsam genutzte Speicher 130 durch Software (z. B. einen Dämon zum Bereitstellen einer gemeinsamen Ansicht für eine Zusammenstellung separater Speichersysteme) oder durch Hardware, z. B. einen beliebigen Typ einer global zugänglichen Speicherstruktur, implementierbar ist. Die Computer 110 und 120 können über eine Schnittstellenverbindung 140 mit dem gemeinsam genutzten Speicher 130 verbunden sein. Die Schnittstellenverbindung 140 ist mit dem Computer 110 und dem Computer 120 verbunden, um eine Kommunikation zwischen dem ersten Schalt-Hypervisor 114 und dem zweiten Schalt-Hypervisor 124 zu ermöglichen. Die Schnittstellenverbindung 140 kann beispielsweise durch einen beliebigen Bustyp implementiert werden, z. B. durch einen PCI-E-Bus.
Im Betrieb kann der erste Schalt-Hypervisor 114, der aktuell auf der virtuellen Maschine 150 läuft, kontinuierlich Zustandinformation für die virtuelle Maschine 150 in den gemeinsam genutzten Speicher 130 speichern. Die Zustandinformation für die virtuelle Maschine 150 kann beispielsweise mit CPU-Registern und Zuständen, Peripheriegerätzuständen und dem Speicherinhalt der virtuellen Maschine 150 im Computer 110 oder 120 in Beziehung stehende Information enthalten.
Die mit CPU-Registern und Zuständen, Peripheriegerätzuständen und dem Speicherinhalt der virtuellen Maschine 150 im Computer 110 oder 120 in Beziehung stehende Information kann in spezifischen Speicherpositionen des gemeinsam genutzten Speichers 130 gespeichert werden. Daher kann, wenn der Betrieb der virtuellen Maschine 150 auf den Computer 120 geschaltet wird, der Computer 120 die gespeicherte Information direkt von den spezifischen Speicherpositionen des gemeinsam genutzten Speichers 130 abrufen, um Zustandinformation für die virtuelle Maschine 150 zu erhalten.
2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen gemeinsam genutzten Speichers 130. Wie in 2 als Beispiel dargestellt ist, stellen eine Speicheradresse X, eine Speicheradresse Y und eine Speicheradresse Z die Anfangsadressen für Speicherblöcke dar, die mit den CPU-Registern und Zuständen, den Peripheriegerätzuständen bzw. dem Speicherinhalt der virtuellen Maschine in Beziehung stehende Information enthalten, so dass der Computer 120 beispielsweise mit den CPU-Registern und Zuständen der virtuellen Maschine in Beziehung stehende Information von der Speicheradresse X des gemeinsam genutzten Speichers 130 abrufen kann.
Wenn ein Benutzer versucht, die laufende virtuelle Maschine vom Computer 110 auf den Computer 120 zu schalten, wird eine Schaltmitteilung zum Schalten der virtuellen Maschine 150 auf den Computer 120 getriggert und an den ersten Schalt-Hypervisor 114 übertragen. Wenn der erste Schalt-Hypervisor 114 die Schaltmitteilung empfängt, unterbricht er den Betrieb der virtuellen Maschine 150 und leitet die Schaltmitteilung über die Schnittstellenverbindung 140 an den zweiten Schalt-Hypervisor 124 weiter. Nachdem der zweite Schalt-Hypervisor 124 die Schaltmitteilung empfangen hat, ruft er die gespeicherte Zustandinformation für die virtuelle Maschine 150 vom gemeinsam genutzten Speicher 130 ab. Außerdem ist eine virtuelle Maschine derart konfiguriert, dass sie gemäß der vom gemeinsam genutzten Speicher 130 abgerufenen Zustandinformation für die virtuelle Maschine 150 auf dem Computer 120 läuft, um den Betrieb der virtuellen Maschine 150 auf dem Computer 120 fortzusetzen. Weil die mit den CPU-Registern und Zuständen, den Peripheriegerätzuständen bzw. dem Speicherinhalt der virtuellen Maschine im Computer 110 in Beziehung stehende Information in spezifischen Speicherpositionen des gemeinsam genutzten Speichers 130 gespeichert werden kann (wie beispielsweise in 2 dargestellt ist), kann der Computer 120 die gespeicherte Information direkt von den spezifischen Speicherpositionen des gemeinsam genutzten Speichers 130 abrufen, um die Zustandinformation für die virtuelle Maschine 150 zu erhalten.
3 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Verfahrens zum Auswählen einer laufenden virtuellen Maschine in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Wenn ein Benutzer die Vorrichtung 100 aktiviert, kann zunächst der Computer 110 automatisch aktiviert werden. Daher werden die Hardwarekonfigurationen des Computers 110 initialisiert, um die Hardware zu booten (Schritt S310), woraufhin sein Schalt-Hypervisor 114 initialisiert werden kann (Schritt S320). Nachdem der Schalt-Hypervisor 114 initialisiert worden ist, kann er eine virtuelle Maschine konfigurieren. Der erste Schalt-Hypervisor 114 kann außerdem gemäß einer in einem Speichermedium (z. B. einer Festplatte, einem Festwertspeicher (ROM) oder einem Flash-Speicher) gespeicherten Voreinstellung oder einer Benutzerauswahl eine virtuelle Maschine unter mehreren virtuellen Maschinen als laufende virtuelle Maschine des Computers 110 auswählen (Schritt S330). Nachdem die Konfiguration für die virtuelle Maschine 150 bestimmt worden ist, kann der Schalt-Hypervisor 114 die ausgewählte virtuelle Maschine booten, so dass sie als das Betriebssystem (OS) des Computers 110 dienen kann (Schritt S340). Es wird darauf hingewiesen, dass die Konfiguration für die virtuelle Maschine 150 eine CPU-Typ-Konfiguration und Peripheriegerätkonfigurationen für die virtuelle Maschine 150 aufweisen kann. Wenn die CPU-Typ-Konfiguration der virtuellen Maschine 150 nicht mit derjenigen des Computers 110 übereinstimmt (wenn beispielsweise die CPU-Typ-Konfiguration der virtuellen Maschine 150 einer ARM-basierten CPU-Architektur entspricht, während der Computer 110 eine Intel x86-basierte CPU-Architektur hat), muss die virtuelle Maschine 150 gegebenenfalls einen Satz virtueller Hardwaregeräte simulieren, die auf dem Computer 110 lauffähig sind. Die virtuelle Maschine 150 kann ferner einen Befehlsübersetzer oder einen Befehlsemulator zum Simulieren von Befehlssätzen des ersten Computers 110 verwenden, wenn die in der virtuellen Maschine verwendete Hardwarearchitektur sich von der im Computer 110 verwendeten Hardwarearchitektur unterscheidet, so dass das Betriebssystem und Benutzeranwendungen der virtuellen Maschine 150 auf dem hustenden Computer 110 betreibbar sind.
Nachdem die virtuelle Maschine 150 auf dem Computer 110 läuft, kann ein erfindungsgemäßes Schaltverfahren ausgeführt werden, um die laufende virtuelle Maschine von einem ersten Computer auf einen zweiten Computer zu schalten.
4 zeigt ein Ablaufdiagramm einer Ausführungsform eines Schaltverfahrens zum Schalten einer laufenden virtuellen Maschine von einem ersten Computer auf einen zweiten Computer in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung. Das Schaltverfahren kann auf die in 1 dargestellte Vorrichtung 100 angewendet werden. Zunächst schreibt in Schritt S410 unter der Voraussetzung, dass eine virtuelle Maschine aktuell auf dem ersten Computer (d. h. dem Computer 110) läuft, der erste Schalt-Hypervisor 114 die gesamte Zustandinformation für die virtuelle Maschine in den gemeinsam genutzten Speicher 130, immer wenn die virtuelle Maschine läuft. Die Zustandinformation für die virtuelle Maschine 150 kann beispielsweise Information enthalten, die mit CPU-Registern und Zuständen, Peripheriegerätzuständen und dem Speicherinhalt der virtuellen Maschine 150 im Computer 110 in Beziehung steht. Die Zustandinformation für die virtuelle Maschine 150 kann in spezifischen Speicherpositionen des gemeinsam genutzten Speichers 130 gespeichert werden. Anschließend wird in Schritt S420 bestimmt, ob eine Schaltmitteilung empfangen worden ist. Wenn dies nicht der Fall ist, wird Schritt S410 durch den ersten Schalt-Hypervisor 114 ununterbrochen ausgeführt, um die gesamte Zustandinformation für die virtuelle Maschine zu speichern. Wenn ein Benutzer versucht, den Betrieb der virtuellen Maschine auf den zweiten Computer (d. h. den Computer 120) zu schalten, kann der Benutzer eine Schaltmitteilung an den ersten Schalt-Hypervisor 114 ausgeben, wobei die Schaltmitteilung Information über die virtuelle Maschine, den Computer, auf den geschaltet werden soll, und Speicheradressen für die Zustandinformation für die virtuelle Maschine im gemeinsam genutzten Speicher 130 enthält. Nachdem der erste Schalt-Hypervisor 114 die Schaltmitteilung empfangen hat (Ja in Schritt S420), kann er in Schritt S430 mit dem zweiten Schalt-Hypervisor 124 kommunizieren, um den zweiten Schalt-Hypervisor 124 anzuweisen, eine neue virtuelle Maschineninstanz einzurichten und die Zustandinformation der aktuell laufenden virtuellen Maschine zu empfangen. Der erste Schalt-Hypervisor 114 kann alle Arbeitsvorgänge der virtuellen Maschine unterbrechen. Nachdem die neue virtuelle Maschineninstanz auf dem Ziel-Computer (d. h. dem Computer 120) bereit ist, weist der erste Schalt-Hypervisor 114 in Schritt S440 den zweiten Schalt-Hypervisor 124 an, die Speicheradressen der Zustandinformation für die virtuelle Maschine im gemeinsam genutzten Speicher 130 zu lesen und die Zustandinformation der vorangehend betriebenen virtuellen Maschine abzurufen, um die laufende virtuelle Maschine auf dem Ziel-Computer weiterzubetreiben.
In der vorliegenden Ausführungsform wird die Zustandinformation für die virtuelle Maschine kontinuierlich aktualisiert und im gemeinsam genutzten Speicher 130 gespeichert, anstatt zum Ziel-Computer kopiert zu werden, so dass der Ziel-Computer den Betrieb der virtuellen Maschine durch Lesen der Zustandinformation vom gemeinsam genutzten Speicher 130 an den spezifischen Speicherpositionen nach dem Empfang der Schaltmitteilung schnell fortsetzen kann.
In einigen Ausführungsformen können die Computer 110 und 120 Verarbeitungseinheiten verschiedener Verarbeitungseinheittypen und/oder mit verschiedenen Betriebssystemen aufweisen. Beispielsweise kann der Verarbeitungseinheittyp des Computers 110 eine CPU der x86-Serie sein, und der Verarbeitungseinheittyp des Computers 120 kann ein ARM-Prozessor sein. Außerdem kann der Betriebssystemtyp des Computers 110 ein Windows-basiertes Betriebssystem sein, während der Betriebssystemtyp des Computers 120 ein Linux-basiertes Betriebssystem sein kann. Da die tatsächlichen Hardware-Peripheriegeräte des Computers 110 mit denjenigen des Computers 120 nicht identisch sind, ist der Computer 120 möglicherweise nicht mit einem durch den Computer 110 verwendeten Hardwaregerät direkt kompatibel. Daher werden verschiedene Verfahren zum Lösen der vorstehend erwähnten Hardware-Inkompatibilitätsprobleme bereitgestellt.
In einer Ausführungsform wird beispielsweise vorausgesetzt, dass der Computer 110 ein anschließbares Gerät aufweist und der Computer 120 eine Anschlussschnittstelle zum Anschließen des anschließbaren Geräts aufweist. In diesem Fall kann das anschließbare Gerät, nachdem die Schaltmitteilung empfangen wurde, zunächst vom Computer 110 entfernt und dann über die Anschlussschnittstelle an den Computer 120 angeschlossen werden, so dass es durch den Computer 120 verwendbar ist. Beispielsweise kann das anschließbare Gerät ein USB-Gerät sein, das Plug-and-Play-Funktionen unterstützt, so dass die Anschlussschnittstelle in diesem Fall eine USB-Schnittstelle ist.
In einer anderen Ausführungsform kann, wenn ein durch den Computer 110 verwendetes spezifisches Hardwaregerät im Computer 120 nicht vorhanden ist, der zweite Schalt-Hypervisor 124 ferner ein Hardwaregerät mit ähnlichen Funktionen wie das spezifische Hardwaregerät als ein entsprechendes Hardwaregerät aus Hardwaregeräten des Computers 120 auswählen. Wenn beispielsweise der Computer 110 eine Maus verwendet, aber im Computer 120 keine Maus vorhanden ist, kann der zweite Schalt-Hypervisor 124 ein Hardwaregerät mit ähnlichen Funktionen wie eine Maus auswählen, z. B. ein Touch-Panel.
In einer anderen Ausführungsform kann, wenn das durch das Computer 110 verwendete spezifische Hardwaregerät im Computer 120 nicht vorhanden ist und kein entsprechendes Hardwaregerät verwendet werden kann, der zweite Schalt-Hypervisor 124 das spezifische Hardwaregerät durch Softwaremodule implementieren, oder der zweite Schalt-Hypervisor 124 kann mit dem ersten Schalt-Hypervisor 114 kommunizieren, um ein virtuelles Gerät einzurichten, das die Originaleinstellung des spezifischen Hardwaregeräts im Computer 110 verwendet, und dann das virtuelle Gerät über die Schnittstellenverbindung 140 zwischen den Computern 110 und 120 verwenden.
Es wird darauf hingewiesen, dass in den vorstehend beschriebenen Ausführungsformen zur Erläuterung nur zwei Computer verwendet werden, um den Betrieb der virtuellen Maschine zu schalten, die Erfindung ist jedoch nicht darauf beschränkt. D. h., mehr als zwei Computer können die Zustandinformation der laufenden virtuellen Maschine durch direkten Zugriff auf den gemeinsam genutzten Speicher gemeinsam verwenden und können dann das erfindungsgemäße Schaltverfahren anwenden, um die virtuelle Maschine auf verschiedene Computer zu schalten.
Zusammengefasst können durch die Vorrichtung und das Verfahren zum Schalten einer laufenden virtuellen Maschine zwischen Computern, insbesondere für das Management einer virtuellen Maschine, die auf einer Desktop- oder Laptopplattform läuft, die aus homogenen oder heterogenen CPUs besteht, mehrere virtuelle Maschineninstanzen gleichzeitig betrieben werden. Die virtuelle Maschine kann auf einer Vorrichtung mit dem gleichen CPU-System oder mit Hilfe eines Befehlsübersetzers auf einem Computersystem mit einem anderen CPU-System gehostet werden. Unter Verwendung des erfindungsgemäßen Schalt-Hypervisors können wesentliche Zustände (z. B. Zustände von CPU-Registern) einer virtuellen Maschine in einem gemeinsam genutzten Speicher gespeichert werden, auf den mehrere beteiligte Computer zugreifen können, so dass die Wartezeit bis zum Weiterbetreiben der virtuellen Maschine verkürzt wird. D. h., der Schalt-Hypervisor kann die Zustände der virtuellen Maschine über den gemeinsam genutzten Speicher übertragen, ohne dass sie von einem Computer zu einem anderen kopiert werden müssen, so dass die virtuelle Maschine dynamisch geschaltet werden kann, um sie auf homogenen oder heterogenen Computern zu betreiben, und zwischen Computern, die der gleichen Plattform zugeordnet sind, in Echtzeit oder nahezu in Echtzeit übertragen werden kann.
Erfindungsgemäße Vorrichtungen und Schaltverfahren oder bestimmte Aspekte oder Teile davon können in Form eines Programmcodes (d. h. durch ausführbare Befehle) implementiert werden, der auf einem physischen Medium gespeichert ist, z. B. auf einer Diskette, einer CD-ROM, einer Festplatte oder einem anderen maschinenlesbaren Speichermedium, wobei, wenn der Programmcode in eine Maschine, z. B. einen Computer, geladen und darin ausgeführt wird, die Maschine dadurch zu einer Vorrichtung zum Ausführen der Verfahren wird. Die Verfahren können auch in der Form eines Programmcodes implementiert sein, der über ein Übertragungsmedium, z. B. eine elektrische Verdrahtung oder Verkabelung, über optische Fasern, oder über ein andersartiges Übertragungsmedium übertragen wird, wobei, wenn der Programmcode durch eine Maschine, z. B. einen Computer, empfangen, geladen und ausgeführt wird, die Maschine zu einer Vorrichtung zum Ausführen der beschriebenen Verfahren wird. Wenn der Programmcode auf einem Allzweckprozessor oder General-Purpose-Prozessor ausgeführt wird, wird durch den Programmcode in Kombination mit dem Prozessor eine spezifische Vorrichtung bereitgestellt, die analog zu anwendungsspezifischen Logikschaltungen arbeitet.
Obwohl die Erfindung anhand eines Beispiels und unter Bezug auf eine bevorzugte Ausführungsform beschrieben worden ist, ist die Erfindung nicht darauf beschränkt. Für Fachleute ist ersichtlich, dass innerhalb des durch die beigefügten Patentansprüche definierten Schutzumfangs der vorliegenden Erfindung verschiedene Änderungen und Modifikationen vorgenommen und äquivalente Ausführungsformen realisiert werden können.

Claims

Vorrichtung zum Managen einer laufenden virtuellen Maschine, mit: einem ersten Computer mit einem ersten Schalt-Hypervisor, auf dem eine virtuelle Maschine läuft; einem zweiten Computer mit einem zweiten Schalt-Hypervisor, wobei der zweite Schalt-Hypervisor mit dem ersten Schalt-Hypervisor kommuniziert; und einem mit dem ersten und dem zweiten Computer verbundenen gemeinsam genutzten Speicher, auf den der erste und der zweite Schalt-Hypervisor zugreifen können; wobei der erste Schalt-Hypervisor Zustandsinformation für die virtuelle Maschine in dem gemeinsam genutzten Speicher speichert, und wobei der erste Schalt-Hypervisor, wenn er eine Schaltmitteilung zum Schalten der virtuellen Maschine auf den zweiten Computer empfängt, seinen Betrieb der virtuellen Maschine unterbricht, und wobei der zweite Schalt-Hypervisor die gespeicherte Zustandsinformation für die virtuelle Maschine vom gemeinsam genutzten Speicher abruft und den Betrieb der virtuellen Maschine gemäß der abgerufenen Zustandsinformation für die virtuelle Maschine auf dem zweiten Computer fortsetzt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der zweite Schalt-Hypervisor die Zustandsinformation für die virtuelle Maschine kontinuierlich in dem gemeinsam genutzten Speicher speichert, wenn die Zustandsinformation für die virtuelle Maschine aktualisiert wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Zustandsinformation für die virtuelle Maschine mindestens Information enthält, die mit CPU-Registern und Zuständen, Peripheriegerätzuständen und dem Speicherinhalt der virtuellen Maschine im ersten Computer oder im zweiten Computer in Beziehung steht.
Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei die mit CPU-Registern und Zuständen, Peripheriegerätzuständen und dem Speicherinhalt der virtuellen Maschine im ersten Computer in Beziehung stehende Information in spezifischen Speicherpositionen des gemeinsam genutzten Speichers gespeichert wird und der zweite Computer die gespeicherte Information davon abruft, um Zustandsinformation für die virtuelle Maschine zu erhalten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, ferner mit einer mit dem ersten Computer und dem zweiten Computer verbundenen Schnittstellenverbindung, über die eine Kommunikation zwischen dem ersten Schalt-Hypervisor und dem zweiten Schalt-Hypervisor ermöglicht wird.
Computer nach Anspruch 5, wobei die Schnittstellenverbindung einen PCI-E-Bus aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste Schalt-Hypervisor ferner gemäß einer vorgegebenen Einstellung oder einer Benutzerauswahl eine virtuelle Maschine unter mehreren vorgegebenen virtuellen Maschinen als laufende virtuelle Maschine des ersten Computers auswählt.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die virtuelle Maschine ferner einen Befehlsübersetzer oder einen Befehlsemulator zum Simulieren von Befehlssätzen des ersten Computers aufweist, wenn die in der virtuellen Maschine verwendete Hardwarearchitektur sich von der im zweiten Computer verwendeten Hardwarearchitektur unterscheidet.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei der erste Computer ein ARM-basierter Computer und der zweite Computer ein x86-basierter Computer ist, oder umgekehrt.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei der erste Computer ferner ein anschließbares Gerät aufweist und der zweite Computer eine Anschlussschnittstelle aufweist, an die das anschließbare Gerät anschließbar ist, und wobei das anschließbare Gerät, nachdem die Schaltmitteilung empfangen wurde, vom ersten Computer entfernt und über die Anschlussschnittstelle am zweiten Computer angeschlossen wird, um dadurch verwendet zu werden.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei, wenn ein spezifisches Hardwaregerät im zweiten Computer nicht vorhanden ist, der zweite Schalt-Hypervisor ferner ein Hardwaregerät, das ähnliche Funktionen hat wie das spezifische Hardwaregerät, als ein entsprechendes Hardwaregerät auswählt oder das spezifische Hardwaregerät durch Softwaremodule implementiert.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei, wenn ein spezifisches Hardwaregerät im zweiten Computer nicht vorhanden ist, der zweite Schalt-Hypervisor ferner mit dem ersten Schalt-Hypervisor kommuniziert, um ein virtuelles Gerät einzurichten, das die Originaleinstellung des spezifischen Hardwaregeräts im ersten Computer über die Schnittstellenverbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Computer verwendet.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der erste und der zweite Computer heterogene CPUs aufweisen.
Schaltverfahren zum Schalten einer laufenden virtuellen Maschine zwischen Computern in einer Vorrichtung, die mindestens einen ersten und einen zweiten und einen dazwischen verbundenen gemeinsam genutzten Speicher aufweist, wobei der erste Computer einen ersten Schalt-Hypervisor aufweist, auf dem eine virtuelle Maschine läuft, und der zweite Computer einen zweiten Schalt-Hypervisor aufweist, der mit dem ersten Schalt-Hypervisor kommuniziert, wobei das Verfahren die Schritte aufweist: Speichern von Zustandsinformation für die laufende virtuelle Maschine in den gemeinsam genutzten Speicher durch den ersten Schalt-Hypervisor des ersten Computers, wenn die virtuelle Maschine auf dem ersten Computer läuft; Empfangen einer Schaltmitteilung zum Schalten der virtuellen Maschine auf den zweiten Computer; Unterbrechen des Betriebs der virtuellen Maschine durch den ersten Schalt-Hypervisor; und Abrufen der gespeicherten Zustandsinformation für die virtuelle Maschine vom gemeinsam genutzten Speicher durch den zweiten Schalt-Hypervisor und Fortsetzen des Betriebs der virtuellen Maschine auf dem zweiten Computer gemäß der erhaltenen Zustandsinformation für die virtuelle Maschine.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner mit dem Schritt zum kontinuierlichen Speichern der Zustandsinformation der virtuellen Maschine in den gemeinsam genutzten Speicher, wenn die Zustandsinformation für die virtuelle Maschine aktualisiert wird.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die Zustandsinformation für die virtuelle Maschine mindestens Information enthält, die mit CPU-Registern und Zuständen, Peripheriegerätzuständen und dem Speicherinhalt der virtuellen Maschine im ersten Computer oder im zweiten Computer in Beziehung steht.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei die mit den CPU-Registern und Zuständen, Peripheriegerätzuständen und dem Speicherinhalt der virtuellen Maschine im ersten Computer in Beziehung stehende Information in spezifischen Speicherpositionen des gemeinsam genutzten Speichers gespeichert wird und der zweite Computer die gespeicherte Information davon abruft, um Zustandsinformation für die virtuelle Maschine zu erhalten.
Verfahren nach Anspruch 14, ferner mit dem Schritt zum Auswählen einer virtuellen Maschine unter mehreren vorgegebenen virtuellen Maschinen als die laufende virtuelle Maschine des ersten Computers durch den ersten Schalt-Hypervisor gemäß einer vorgegebenen Einstellung oder einer Benutzerauswahl.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei die virtuelle Maschine ferner einen Befehlsübersetzer oder einen Befehlsemulator zum Simulieren von Befehlssätzen des ersten Computers aufweist, wenn die in der virtuellen Maschine verwendete Hardwarearchitektur sich von der im zweiten Computer verwendeten Hardwarearchitektur unterscheidet.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der erste Computer ein anschließbares Gerät aufweist und der zweite Computer eine Anschlussschnittstelle aufweist, an die das anschließbare Gerät angeschlossen werden kann, wobei nach dem Empfang der Schaltmitteilung das anschließbare Gerät vom ersten Computer entfernt und über die Anschlussschnittstelle am zweiten Computer angeschlossen wird, so dass es durch den zweiten Computer verwendbar ist.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei, wenn ein spezifisches Hardwaregerät im zweiten Computer nicht vorhanden ist, der zweite Schalt-Hypervisor ferner ein Hardwaregerät mit ähnlichen Funktionen wie das spezifische Hardwaregerät als entsprechendes Hardwaregerät auswählt oder das spezifische Hardwaregerät durch Softwaremodule implementiert.
Verfahren nach Anspruch 14, wobei der erste und der zweite Computer heterogene CPUs aufweisen.