TW201428629A - 實體主機與虛擬伺服器轉移方法 - Google Patents

Abstract

一種實體主機與虛擬伺服器轉移方法，上述實體主機包括至少一感測器和處理單元。每一上述感測器根據實體主機的健康狀態提供一感測值。處理單元耦接上述至少一感測器，執行虛擬伺服器。虛擬伺服器根據上述至少一感測值判斷實體主機是否處於臨界狀態。當實體主機處於臨界狀態時，虛擬伺服器啟動自我轉移程序。

Description

實體主機與虛擬伺服器轉移方法

本發明是有關於一種執行虛擬伺服器(virtual machine)的實體主機(physical server)，且特別是有關於一種虛擬伺服器的轉移(migration)方法。

伺服器的技術不斷進步，實體主機的處理能力不斷升高，因此，虛擬化(virtualization)技術越來越普遍。所謂虛擬化技術，就是在一台實體主機上建立多台虛擬伺服器，藉此降低硬體資源成本。每一台虛擬伺服器可透過網路提供不同的應用(application)或服務(service)。

不過，執行虛擬伺服器的實體主機卻可能因為軟硬體的更新或錯誤而必須停止或重啟(reboot)。在主機停止或重啟的過程中，提供服務的虛擬伺服器不可因此中斷其運行之服務。所以在實體主機停止或重啟之前，服務管理員(administrator)必須對運行於實體主機上的所有虛擬伺服器進行即時轉移(live migration)。

現今有兩種方法可進行虛擬伺服器的即時轉移。第一種 方法是事先複製記憶頁面式轉移(pre-copy memory migration)，也就是由來源實體主機複製所有記憶頁面至目標實體主機，在此過程不需停止虛擬伺服器上的服務。第二種方法是事後複製記憶頁面式轉移(post-copy memory migration)，也就是先停止虛擬伺服器上的服務。於虛擬伺服器停止服務時，對來源實體主機上的記憶頁面進行複製與搬移至目標實體主機，然後在目標實體主機啟動虛擬伺服器上的服務。

以上兩種方法皆需要服務管理員手動執行，並以人工主觀選擇目標實體主機。

本發明提供一種實體主機與一種虛擬伺服器轉移方法，可大幅降低服務的停止時間(downtime)與轉移所需之人力資源。

本發明的實體主機包括至少一感測器和處理單元。每一上述感測器根據實體主機的健康狀態提供一感測值。處理單元耦接上述至少一感測器，執行虛擬伺服器。虛擬伺服器根據上述至少一感測值判斷實體主機是否處於臨界狀態(critical state)。當實體主機處於臨界狀態時，虛擬伺服器啟動自我轉移程序。

本發明的虛擬伺服器轉移方法包括下列步驟：根據實體主機的健康狀態提供至少一感測值，其中實體主機執行虛擬伺服器；根據上述至少一感測值判斷實體主機是否處於臨界狀態；當實體主機處於臨界狀態時，啟動虛擬伺服器的自我轉移程序。

基於上述，本發明的實體主機與虛擬伺服器轉移方法可藉由虛擬伺服器自行讀取實體主機狀態，自行判斷是否提前轉移與轉移之目標主機，藉此大幅降低服務的停止時間與轉移所需之人力資源。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

101~104‧‧‧實體主機

105‧‧‧網路交換器

106‧‧‧網路

120‧‧‧處理單元

131~133‧‧‧虛擬伺服器

140‧‧‧基板管理控制器

141~143‧‧‧感測器

150‧‧‧網路介面控制器

210~230‧‧‧方法步驟

圖1是依照本發明一實施例的一種實體主機的示意圖。

圖2是依照本發明一實施例的一種虛擬伺服器轉移方法的流程圖。

圖1是依照本發明一實施例的一種實體主機101的示意圖。實體主機101包括處理單元120、基板管理控制器(BMC：baseboard management controller)140、感測器141~143、網路介面控制器(NIC：network interface controller)150、以及虛擬伺服器監督單元(hypervisor)160。在實體主機101當中，處理單元120、基板管理控制器140、感測器141~143、以及網路介面控制器150屬於硬體，虛擬伺服器監督單元160和虛擬伺服器131~133則屬於軟體。基板管理控制器140耦接於感測器141~143和處理單元120 之間。網路介面控制器150耦接處理單元120，並通過網路交換器(network switch)105耦接其餘實體主機102~104以及網路106。

虛擬伺服器131~133運行於虛擬伺服器監督單元160之上，而虛擬伺服器監督單元160運行於處理單元120之上。處理單元120執行虛擬伺服器131~133所進行的運算。虛擬伺服器監督單元160監視並管理虛擬伺服器131~133，例如對虛擬伺服器131~133進行資源分配。處理單元120可包括至少一個處理器(processor)或至少一個處理核心(processing core)。虛擬伺服器131~133可通過網路介面控制器150向網路106提供網路應用或網路服務。

雖然圖1繪示三個虛擬伺服器131~133和三個感測器141~143，本發明並不限定虛擬伺服器和感測器的數量。在本發明的其他實施例中，實體主機101可包括M個虛擬伺服器和N個感測器，其中M和N是任意的正整數。

圖2是依照本發明一實施例的一種虛擬伺服器轉移方法的流程圖，此方法可由實體主機101執行。在步驟210，每一個感測器141~143根據實體主機101的健康狀態提供一個感測值。每一個感測值都是和實體主機101的健康狀態相關的一個感測數據，例如處理單元120的溫度、實體主機101的某一個風扇(未繪示)的轉速、或實體主機101的電源供應器(未繪示)的輸出電壓。

接下來，每一個虛擬伺服器131~133各自獨立執行步驟 220和230。下列說明以虛擬伺服器131為例。

在步驟220，虛擬伺服器131根據上述感測值判斷實體主機101是否處於臨界狀態。基板管理控制器140可收集來自感測器141~143的感測值，虛擬伺服器131可自基板管理控制器140讀取上述感測值。

每一個感測值皆有對應的一個門檻值，虛擬伺服器131可根據每一個感測值與對應的門檻值的比較結果判斷實體主機101是否處於臨界狀態。換句話說，臨界狀態是根據每一個感測值與對應的門檻值的大小關係而定義。例如臨界狀態可定義為處理單元120的溫度超過對應的門檻值(例如60度)的狀態，或實體主機101的某一個風扇的轉速超過對應的門檻值(例如每分鐘7200轉)的狀態，或實體主機101的某一個電源供應器的某一個輸出電壓低於對應的門檻值(例如4伏特)的狀態，或同時符合以上多個條件的狀態。上述臨界狀態可以預設在虛擬伺服器131~133執行的管理軟體中，也可以由實體主機101~104的服務管理員自行定義。

如果實體主機101並非處於臨界狀態，則流程回到步驟210。如果實體主機101處於臨界狀態，則流程進入步驟230，虛擬伺服器131啟動虛擬伺服器131的自我轉移程序。在自我轉移程序中，虛擬伺服器131選擇其餘的實體主機102~104其中之一做為目標主機，並自我轉移至目標主機。臨界狀態表示有硬體上的嚴重問題或嚴重錯誤，因此實體主機101必須停止或重啟。藉 由自我轉移程序，虛擬伺服器131~133可在實體主機101停止或重啟之前，自動轉移到其他實體主機，以避免中斷網路應用或網路服務。

實體主機102~104是目標主機的候選者，所以也可稱為候選主機。虛擬伺服器131可用現有的任何一種方式選擇目標主機，例如用亂數(random number)選擇，或選擇目前負載最輕的候選主機。至於虛擬伺服器131的自我轉移，可用現有的任何一種轉移技術達成。

或者，虛擬伺服器131可用比較複雜的方式選擇目標主機，例如使用本案發明人的另一件發明《伺服器系統的排程方法》其中的方法來選擇目標主機。該發明已經在台灣和中國提出專利申請，台灣的申請號是101125373，中國的申請號是201210269911.5。該發明的選擇方法，簡單的說，就是根據每一個候選主機的健康狀態和資源狀態，以及每一個候選主機執行的虛擬伺服器數量等條件，計算每一個候選主機的權重，選取權重最高的候選主機做為目標主機，然後自我轉移至目標主機。該發明的選擇方法可達成多個實體主機的負載平衡(load balance)。

實體主機執行虛擬伺服器需要多種硬體資源，例如處理單元、記憶體、以及硬碟等等。一個候選主機的資源狀態就是該候選主機執行虛擬伺服器所需的多種硬體資源的剩餘量。

綜上所述，在本發明提供的實體主機與虛擬伺服器轉移方法中，虛擬伺服器可自行讀取實體主機的健康狀態，自行判斷 是否需要提前轉移，並自動轉移至另一實體主機。本發明可大幅降低服務的停止時間(downtime)與轉移虛擬伺服器所需之人力資源，並可達成各實體主機之負載平衡。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

210~230‧‧‧方法步驟

Claims (10)

1. 一種實體主機，包括：至少一感測器，其中每一上述感測器根據該實體主機的健康狀態提供一感測值；一處理單元，耦接上述至少一感測器，執行一虛擬伺服器，該虛擬伺服器根據上述至少一感測值判斷該實體主機是否處於一臨界狀態，當該實體主機處於該臨界狀態時，該虛擬伺服器啟動一自我轉移程序。
2. 如申請專利範圍第1項所述的實體主機，其中每一上述感測值皆有對應的一門檻值，該虛擬伺服器根據每一上述感測值與對應的該門檻值的比較結果判斷該實體主機是否處於該臨界狀態。
3. 如申請專利範圍第1項所述的實體主機，更包括：一基板管理控制器，耦接於上述至少一感測器和該處理單元之間，收集上述至少一感測值，其中該虛擬伺服器自該基板管理控制器讀取上述至少一感測值。
4. 如申請專利範圍第1項所述的實體主機，更包括：一網路介面控制器，耦接於一網路和該處理單元之間，其中該虛擬伺服器通過該網路介面控制器向該網路提供網路應用或網路服務。
5. 如申請專利範圍第4項所述的實體主機，其中該網路介面控制器耦接多個候選主機，在該自我轉移程序中，該虛擬伺服器 根據每一上述候選主機的健康狀態和資源狀態，自我轉移至上述多個候選主機其中之一。
6. 如申請專利範圍第5項所述的實體主機，其中每一上述候選主機的資源狀態為該候選主機執行該虛擬伺服器所需的多種硬體資源的剩餘量。
7. 一種虛擬伺服器轉移方法，包括：根據一實體主機的健康狀態提供至少一感測值，其中該實體主機執行一虛擬伺服器；根據上述至少一感測值判斷該實體主機是否處於一臨界狀態；以及當該實體主機處於該臨界狀態時，啟動該虛擬伺服器的自我轉移程序。
8. 如申請專利範圍第7項所述的虛擬伺服器轉移方法，其中每一上述感測值皆有對應的一門檻值，而且判斷該實體主機是否處於該臨界狀態的步驟包括：根據每一上述感測值與對應的該門檻值的比較結果判斷該實體主機是否處於該臨界狀態。
9. 如申請專利範圍第7項所述的虛擬伺服器轉移方法，其中該自我轉移程序包括：該虛擬伺服器根據多個候選主機其中每一候選主機的健康狀態和資源狀態，自我轉移至上述多個候選主機其中之一。
10. 如申請專利範圍第9項所述的虛擬伺服器轉移方法，其中每一上述候選主機的資源狀態為該候選主機執行該虛擬伺服器所需的多種硬體資源的剩餘量。