TWI765816B

TWI765816B - 基於v2v技術的提供虛擬機服務的伺服器和方法

Info

Publication number: TWI765816B
Application number: TW110132440A
Authority: TW
Inventors: 鄭廷軒; 許順興
Original assignee: 中華電信股份有限公司
Priority date: 2021-09-01
Filing date: 2021-09-01
Publication date: 2022-05-21
Also published as: TW202311944A

Abstract

本發明是有關於一種提供虛擬機服務的伺服器和方法。方法包含：取得包含第一儲存區、第二儲存區以及第三儲存區的儲存媒體；取得檔案，並將檔案儲存在第一儲存區；響應於檔案為映像檔而將檔案自第一儲存區匯入第二儲存區；以及響應於檔案為虛擬磁碟檔而根據檔案以及第二儲存區中的第二映像檔在第三儲存區建立虛擬機。

Description

基於V2V技術的提供虛擬機服務的伺服器和方法

本發明是有關於一種基於虛擬機格式轉換技術的提供虛擬機服務的伺服器和方法。

對於多數企業來說，將企業的電腦系統進行雲端化能夠節省設備建置、維護費用和升級費用。系統雲端化後不僅可以在一個統一的介面中進行系統虛擬機的管理，且透過高可用技術，這些系統虛擬機因為各種原因故障停機時，可以自動切換到正常的實體伺服器上持續運作，從而達到不中斷服務之目的。

企業系統入雲多半是採實體機轉換虛擬機（physical-to-virtual，P2V）或虛擬機格式轉換(virtual-to-virtual，V2V)的方式進行。以V2V為例，V2V作業通常需要透過特殊軟體來轉換虛擬機器的磁碟檔案，使磁碟檔案成為雲平台支援的格式。不管是採用實體轉換虛擬機技術或採用虛擬機格式轉換技術，對多數企業來說都是一項非常大的挑戰。因轉換過程遇到的網路或轉檔故障都會導致轉換過程非常不順利。甚至對於規模較大的雲平台來說，當大量使用者需要將電腦系統轉換至雲平台時，雲平台的管理者需要花費大量維運人力來協助使用者將電腦系統轉移進雲平台。因此，執行電腦系統的雲端化對一般企業來說是非常困難的。

本發明提供一種基於虛擬機格式轉換技術的提供虛擬機服務的伺服器和方法，可輔助使用者在雲端系統上建立虛擬機。

本發明的一種基於虛擬機格式轉換技術的提供虛擬機服務的伺服器，包含處理器、儲存媒體以及收發器。儲存媒體儲存多個模組，其中儲存媒體包含第一儲存區、第二儲存區以及第三儲存區。處理器耦接儲存媒體以及收發器，並且存取和執行多個模組，其中多個模組包含使用者管理模組、映像檔匯入模組以及虛擬機格式轉換模組。使用者管理模組通過收發器取得檔案，並將檔案儲存在第一儲存區。映像檔匯入模組響應於檔案為映像檔而將檔案自第一儲存區匯入第二儲存區。虛擬機格式轉換模組響應於檔案為虛擬磁碟檔而根據檔案以及第二儲存區中的第二映像檔在第三儲存區建立虛擬機。

在本發明的一實施例中，上述的虛擬機格式轉換模組通過收發器接收命令，並且根據命令而建立虛擬機。

在本發明的一實施例中，上述的虛擬機格式轉換模組根據命令判斷第三儲存區是否支援檔案的第一格式，並且響應於判斷第三儲存區不支援第一格式而將檔案從第一格式轉換為第二格式。

在本發明的一實施例中，上述的虛擬機格式轉換模組根據具有第二格式的檔案建立虛擬機。

在本發明的一實施例中，上述的映像檔匯入模組通過收發器接收命令，並且根據命令而將檔案匯入第二儲存區。

在本發明的一實施例中，上述的映像檔匯入模組根據命令判斷第二儲存區是否支援檔案的第一格式，並且響應於判斷第二儲存區不支援第一格式而停止將檔案匯入第二儲存區。

在本發明的一實施例中，上述的映像檔匯入模組響應於判斷第二儲存區不支援第一格式而通過收發器輸出告警訊息。

在本發明的一實施例中，上述的第一儲存區支援簡易儲存服務功能。

在本發明的一實施例中，上述的處理器通過收發器通訊連接至外部電子裝置以供外部電子裝置存取虛擬機。

本發明的一種基於虛擬機格式轉換技術的提供虛擬機服務的方法，包含：取得包含第一儲存區、第二儲存區以及第三儲存區的儲存媒體；取得檔案，並將檔案儲存在第一儲存區；響應於檔案為映像檔而將檔案自第一儲存區匯入第二儲存區；以及響應於檔案為虛擬磁碟檔而根據檔案以及第二儲存區中的第二映像檔在第三儲存區建立虛擬機。

基於上述，本發明能夠讓雲平台的使用者將另一系統中的虛擬機或虛擬磁碟透過簡易儲存服務功能上傳至目標儲存區。本發明並可透過虛擬機格式轉換方法將從簡易儲存服務（simple storage service，S3）儲存區上傳的檔案轉換成雲磁碟以使用於目標雲服務平台上。本發明提出的將虛擬機或虛擬磁碟轉換成雲磁碟的方式是透過雲服務將檔案於S3儲存空間下載至系統內部後，判斷所述檔案的格式是否需要進行轉換。若檔案的格式需要轉換，則本發明可將檔案轉檔成雲服務平台系統能夠支援的檔案格式，再將轉檔後的檔案匯入儲存系統中，並以此磁碟當作為基底建立虛擬機，藉此做到虛擬機或虛擬機磁碟的格式轉換。使用者亦可選擇將此磁碟檔包裝成雲映像檔範本以提供使用者個人或是雲平台的其他用戶進行虛擬機或虛擬磁碟的建立。

為了使本發明之內容可以被更容易明瞭，以下特舉實施例作為本發明確實能夠據以實施的範例。另外，凡可能之處，在圖式及實施方式中使用相同標號的元件/構件/步驟，係代表相同或類似部件。

本發明提出一種基於簡易儲存服務功能的虛擬機格式轉換（V2V migration）的方法，可將虛擬機或映像檔轉換為支援諸如OpenStack或Ceph等技術的格式。本發明可提供雲端平台的使用者將另一系統（例如：另一雲服務）中的虛擬機或映像檔透過S3的方式上傳至目標雲儲存服務，並能夠透過雲平台介面選擇指定檔案以虛擬機格式轉換方法將從S3上傳的檔案轉換成雲磁碟以虛擬機或是磁碟的方式使用於雲服務。此外，本發明亦能夠上傳映像檔於S3中，並透過雲平台介面選擇指定檔案匯入到雲平台映像檔供雲平台使用者使用。

本發明提供雲服務平台與Ceph S3（透過RADOSGW模組）的管理功能。上述的管理功能除了可提供雲服務的維運人員開通雲服務使用者的S3使用權限，還可管理雲使用者對S3的使用配額（Quota）限制。此外，雲平台維運人員也能夠啟用自己的S3使用權限。維運人員能透過S3上傳映像檔，並至維運介面查看S3上傳的檔案列表。維運人員可點選指定檔案以將檔案轉換成雲平台的公有映像檔供所有雲服務使用者使用。

本發明的管理S3使用者的方式是透過Ceph的S3管理應用成世界面（application programming interface，API）。S3管理API可提供許多S3帳號管理的功能，例如S3使用者建立、刪除、管理S3金鑰或限制使用者上傳的檔案數量等功能。本發明可提供維運人員將S3儲存服務上的檔案轉換成雲平台的映像檔。具體來說，在S3管理API取得維運人員的S3金鑰後，其讀取維運人員所有上傳於S3空間的檔案。當維運人員於雲平台管理介面上選擇檔案匯入映像檔時，會將該檔案透過S3介面下載並以管線命令（pipe）的方式將檔案存入映像檔儲存區中。採用管線命令的技術可以大幅加速檔案傳輸速度。相較於先將S3檔案下載至本地磁碟再將檔案從本地磁碟匯入映像檔儲存區，本發明的效率更好，且不會占用本地磁碟的任何空間。

本發明提供雲平台使用者進行虛擬機格式轉換的方法。在本發明的雲平台透過S3管理API取得雲平台使用者的S3金鑰後，雲平台可讀取使用者所有上傳於S3空間的檔案，並將檔案表列於雲平台介面上。使用者可以點選指定檔案進行虛擬機格式轉換。轉換流程是透過雲平台將檔案於S3儲存區下載並以管線命令的方式匯入至雲服務儲存區後，判斷其檔案格式是否需要進行磁碟轉檔。若檔案需要轉檔，則雲平台可將檔案轉檔成雲服務儲存系統能夠支援的檔案格式，再將轉檔後的檔案匯入於儲存系統中，最後將儲存系統中的磁碟檔還原成虛擬機或是磁碟，藉此做到虛擬機或虛擬磁碟的格式轉換。因使用者將其他雲平台匯出的虛擬機或磁碟檔案格式可能會有各種不一樣的格式，例如vmdk、qcow2等，因此本發明提出的虛擬機格式轉換方法可先透過qemu-img工具檢查檔案的格式。若檔案的格式與雲平台儲存系統不相容，本發明可將該檔案轉檔成與雲平台儲存系統相容之格式。轉檔完成的檔案可立即被匯入進雲平台儲存系統中。雲平台系統可依照使用者需求將磁碟檔作為開機磁碟建立虛擬機，或是當作磁碟掛載於指定虛擬機上。

以往基於OpenStack技術的雲服務平台進行虛擬機格式轉換工作，都需要依賴雲服務提供商的維運人員協助。在面對數量較多的使用者時，需協助每個使用者的多台虛擬機進行虛擬機格式轉換。此種方法需要非常高的維運人力成本。使用者需提供虛擬機或磁碟檔案給維運人員，再由維運人員對磁碟檔案進行轉檔，並將轉檔後的檔案透過雲管理網路上傳至雲平台。上述的過程既花時間又不安全。相對來說，本發明能夠讓使用者於雲平台介面選取自己從S3服務上傳的磁碟檔，並將該檔案以虛擬機格式轉換的方式建立虛擬機或磁碟，甚至能夠匯入於雲平台的映像檔儲存區中供其他使用者使用。換句話說，採用本發明之技術的雲平台的使用者能夠自行將其他虛擬化或是雲平台的虛擬機遷移至本發明提出的雲平台。虛擬機格式轉換過程皆不需要雲平台維運人員參與。因此，本發明可大幅減少維運成本，且可以讓企業使用者快速的轉移服務至雲平台中使用，增加企業相關系統快速入雲的效率。

圖1根據本發明的一實施例繪示一種基於虛擬機格式轉換（V2V）技術的提供虛擬機服務的伺服器100的示意圖。伺服器100可包含處理器110、儲存媒體120以及收發器130。伺服器100例如是雲端伺服器（或稱為雲平台）並可用以提供雲端服務。使用者可通過終端裝置存取伺服器100以使用雲端服務。

處理器110例如是中央處理單元（central processing unit，CPU），或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微控制單元（micro control unit，MCU）、微處理器（microprocessor）、數位信號處理器（digital signal processor，DSP）、可程式化控制器、特殊應用積體電路（application specific integrated circuit，ASIC）、圖形處理器（graphics processing unit，GPU）、影像訊號處理器（image signal processor，ISP）、影像處理單元（image processing unit，IPU）、算數邏輯單元（arithmetic logic unit，ALU）、複雜可程式邏輯裝置（complex programmable logic device，CPLD）、現場可程式化邏輯閘陣列（field programmable gate array，FPGA）或其他類似元件或上述元件的組合。處理器110可耦接至儲存媒體120以及收發器130，並且存取和執行儲存於儲存媒體120中的多個模組和各種應用程式。

儲存媒體120例如是任何型態的固定式或可移動式的隨機存取記憶體（random access memory，RAM）、唯讀記憶體（read-only memory，ROM）、快閃記憶體（flash memory）、硬碟（hard disk drive，HDD）、固態硬碟（solid state drive，SSD）或類似元件或上述元件的組合，而用於儲存可由處理器110執行的多個模組或各種應用程式。在本實施例中，儲存媒體120可儲存包含虛擬機格式轉換模組310、映像檔匯入模組320以及使用者管理模組330等多個模組。虛擬機格式轉換模組310可包含虛擬機格式轉換檔案處理模組311、虛擬機格式轉換轉檔模組312以及虛擬機格式轉換排隊模組313。映像檔匯入模組320可包含映像檔檔案管理模組321、映像檔檔案檢查模組322以及映像檔匯入排隊模組323。使用者管理模組330可包含使用者權限與配額管理模組331以及雲平台與S3使用者管理模組332。上述的多個模組的功能將於後續說明。

儲存媒體120可包含第一儲存區121、第二儲存區122以及第三儲存區123。第一儲存區121例如是S3儲存區。第一儲存區121可支援S3功能。第二儲存區122例如是映像檔儲存區。第二儲存區122可儲存由使用者上傳至伺服器100的一或多個映像檔。第三儲存區123例如是虛擬機儲存區。伺服器100所建立的雲端虛擬機可儲存於第三儲存區123中。

收發器130以無線或有線的方式傳送及接收訊號。收發器130還可以執行例如低噪聲放大、阻抗匹配、混頻、向上或向下頻率轉換、濾波、放大以及類似的操作。

圖2根據本發明的一實施例繪示建立虛擬機的方法的流程圖，其中所述方法可由如圖1所示的伺服器100實施。虛擬機格式轉換模組310可通過收發器130接收來自使用者的終端裝置的命令，並且根據命令而建立虛擬機。

在步驟S201中，使用者管理模組330可通過收發器130取得檔案，並將檔案儲存在第一儲存區121，其中所述檔案可為虛擬磁碟檔。具體來說，虛擬機格式轉換模組310可為雲平台的使用者提供S3介面。使用者可操作終端裝置與伺服器100進行通訊以存取和使用S3介面，進而通過S3介面將檔案上傳至伺服器100。另一方面，雲平台與S3使用者管理模組332可為雲平台的管理者提供S3管理介面。S3管理介面可用於管理終端裝置對第一儲存區121的使用權限。使用者權限與配額管理模組331可用於管理終端裝置對第一儲存區121的使用配額。使用者管理模組330可根據終端裝置的權限以及使用配額將自終端裝置接收的檔案暫存在第一儲存區121中。

在步驟S202中，虛擬機格式轉換模組310可通過收發器130接收來自使用者的終端裝置的命令，其中所述命令用以向伺服器100指示建立虛擬機的任務。具體來說，使用者可通過終端裝置操作S3介面以將命令傳送給伺服器100。虛擬機格式轉換模組310可通過收發器130來自不同使用者（或不同終端裝置）的多個命令。虛擬機格式轉換排隊模組313可根據該些命令依次產生多個用於建立虛擬機的任務，並為這些任務進行排程。

在步驟S203中，虛擬機格式轉換檔案處理模組311可自虛擬機格式轉換排隊模組313取得任務排程，並且根據任務排程依序執行虛擬磁碟檔的轉檔任務。

在步驟S204中，虛擬機格式轉換檔案處理模組311可自第一儲存區121取得使用者上傳的檔案（即：虛擬磁碟檔）。

在步驟S205中，虛擬機格式轉換轉檔模組312可判斷第三儲存區123（或伺服器100）是否支援檔案（即：虛擬磁碟檔）的格式。若檔案的格式可被支援，則進入步驟S207。若檔案的格式不被支援，則進入步驟S206。

在步驟S206中，虛擬機格式轉換檔案處理模組311可將檔案從一格式轉檔為另一格式，其中所述另一格式為第三儲存區123所支援的虛擬磁碟檔格式。舉例來說，虛擬機格式轉換檔案處理模組311可使用qemu-img工具對檔案進行轉檔。

在步驟S207中，虛擬機格式轉換檔案處理模組311可根據檔案在第三儲存區123建立虛擬機，其中所述檔案具有被第三儲存區123所支援的虛擬磁碟檔格式。具體來說，虛擬機格式轉換檔案處理模組311可通過管線的方式將轉檔後的檔案儲存至第三儲存區123。此外，虛擬機格式轉換檔案處理模組311可根據所述檔案或在步驟S202取得的命令而從第二儲存區122中取得與所述檔案相對應的映像檔，進而根據檔案以及映像檔建立虛擬機。舉例來說，在步驟S202中，使用者下達的命令可指示建立虛擬機時所使用的映像檔。虛擬機格式轉換檔案處理模組311可根據命令從第二儲存區122中取得所述映像檔，從而根據所述映像檔建立虛擬機。

在建立好虛擬機後，虛擬機格式轉換檔案處理模組311可通過收發器130通訊連接至外部電子裝置（例如：使用者的智慧型手機或電腦）以供外部電子裝置存取虛擬機。

圖3根據本發明的一實施例繪示納管映像檔的方法的流程圖，其中所述方法可由如圖1所示的伺服器100實施。映像檔匯入模組320可通過收發器130接收來自使用者的終端裝置的命令，並且根據命令納管映像檔，將檔案匯入第二儲存區122。

在步驟S301中，使用者管理模組330可通過收發器130取得檔案，並將檔案儲存在第一儲存區121，其中所述檔案可為映像檔。體來說，虛擬機格式轉換模組310可提供S3介面。使用者可操作終端裝置與伺服器100進行通訊以存取和使用S3介面，進而通過S3介面將檔案上傳至伺服器100。

在步驟S302中，映像檔匯入模組320可通過收發器130接收來自使用者的終端裝置的命令，其中所述命令用以向伺服器100指示匯入映像檔的任務。具體來說，使用者可通過終端裝置操作S3介面以將命令傳送給伺服器100。映像檔匯入模組320可通過收發器130來自不同使用者（或不同終端裝置）的多個命令。映像檔匯入排隊模組323可根據該些命令依次產生多個用於匯入映像檔的任務，並為這些任務進行排程。

在步驟S303中，映像檔檔案管理模組321可自映像檔匯入排隊模組323取得任務排程，並且根據任務排程依序執行映像檔的匯入任務。

在步驟S304中，映像檔檔案管理模組321可自第一儲存區121取得使用者上傳的檔案（即：映像檔）。

在步驟S305中，映像檔檔案檢查模組322可判斷第二儲存區122（或伺服器100）是否支援檔案（即：映像檔）的格式。若檔案的格式可被支援，則進入步驟S307。若檔案的格式不被支援，則進入步驟S306。

在步驟S306中，映像檔檔案管理模組321可停止將檔案匯入第二儲存區122。映像檔檔案管理模組321還可進一步將儲存在第一儲存區121的所述檔案刪除。在一實施例中，映像檔檔案管理模組321可響應於第二儲存區122不支援所述檔案而通過收發器130輸出告警訊息，藉以警示使用者其所上傳的映像檔不可用。

在步驟S307中，映像檔檔案管理模組321可將檔案自第一儲存區121匯入至第二儲存區122，以供雲端服務的使用者利用。

圖4根據本發明的一實施例繪示一種基於虛擬機格式轉換技術的提供虛擬機服務的方法的流程圖，其中所述方法可由如圖1所示的伺服器100實施。在步驟S401中，取得包含第一儲存區、第二儲存區以及第三儲存區的儲存媒體。在步驟S402中，取得檔案，並將檔案儲存在第一儲存區。在步驟S403中，響應於檔案為映像檔而將檔案自第一儲存區匯入第二儲存區。在步驟S404中，響應於檔案為虛擬磁碟檔而根據檔案以及第二儲存區中的第二映像檔在第三儲存區建立虛擬機。

綜上所述，本發明能夠提供使用者將另一雲服務平台中的虛擬機或虛擬磁碟透過S3的方式上傳至目標雲儲存服務，並透過虛擬機格式轉換方法將從S3上傳的檔案轉換成雲磁碟使用於目標雲服務平台，其轉換過程皆不需要維運人員參與，雲服務使用者能夠自行操作，大幅減少雲服務維運成本。本發明除了能實現雲端使用者的系統虛擬機格式轉換功能外，也能夠提供使用者透過S3介面的方式匯入映像檔，方便使用者以簡單的方式自行上傳所需的映像檔，進而使用上傳的映像檔建立虛擬機。當S3儲存區中的檔案透過本發明的技術轉換成映像檔時，本發明可進一步檢查檔案的格式，藉以檢查使用者上傳的檔案是否為合法映像檔檔案。若是檔案格式為非合法檔案，本發明可阻擋檔案匯入映像檔儲存區。

100:伺服器 110:處理器 120:儲存媒體 121:第一儲存區 122:第二儲存區 123:第三儲存區 130:收發器 310:虛擬機格式轉換模組 311:虛擬機格式轉換檔案處理模組 312:虛擬機格式轉換轉檔模組 313:虛擬機格式轉換排隊模組 320:映像檔匯入模組 321:映像檔檔案管理模組 322:映像檔檔案檢查模組 323:映像檔匯入排隊模組 330:使用者管理模組 331:使用者權限與配額管理模組 332:雲平台與S3使用者管理模組 S201、S202、S203、S204、S205、S206、S207、S301、S302、S303、S304、S305、S306、S307、S401、S402、S403、S404:步驟

圖1根據本發明的一實施例繪示一種基於虛擬機格式轉換技術的提供虛擬機服務的伺服器的示意圖。圖2根據本發明的一實施例繪示建立虛擬機的方法的流程圖。圖3根據本發明的一實施例繪示納管映像檔的方法的流程圖。圖4根據本發明的一實施例繪示一種基於虛擬機格式轉換技術的提供虛擬機服務的方法的流程圖。

S401、S402、S403、S404:步驟

Claims

一種基於虛擬機格式轉換技術的提供虛擬機服務的伺服器，包括：收發器；儲存媒體，儲存多個模組，其中所述儲存媒體包括第一儲存區、第二儲存區以及第三儲存區；以及處理器，耦接所述儲存媒體以及所述收發器，並且存取和執行所述多個模組，其中所述多個模組包括：使用者管理模組，通過所述收發器取得檔案，並將所述檔案儲存在所述第一儲存區；映像檔匯入模組，響應於所述檔案為映像檔而將所述檔案自所述第一儲存區匯入所述第二儲存區；以及虛擬機格式轉換模組，響應於所述檔案為虛擬磁碟檔而根據所述檔案以及所述第二儲存區中的第二映像檔在所述第三儲存區建立虛擬機，其中所述第二映像檔預存於所述第二儲存區中。
如請求項1所述的伺服器，其中所述虛擬機格式轉換模組通過所述收發器接收命令，並且根據所述命令而建立所述虛擬機。
如請求項2所述的伺服器，其中所述虛擬機格式轉換模組根據所述命令判斷所述第三儲存區是否支援所述檔案的第一格式，並且響應於判斷所述第三儲存區不支援所述第一格式而將所述檔案從所述第一格式轉換為第二格式。
如請求項3所述的伺服器，其中所述虛擬機格式轉換模組根據具有所述第二格式的所述檔案建立所述虛擬機。
如請求項1所述的伺服器，其中所述映像檔匯入模組通過所述收發器接收命令，並且根據所述命令而將所述檔案匯入所述第二儲存區。
如請求項5所述的伺服器，其中所述映像檔匯入模組根據所述命令判斷所述第二儲存區是否支援所述檔案的第一格式，並且響應於判斷所述第二儲存區不支援所述第一格式而停止將所述檔案匯入所述第二儲存區。
如請求項6所述的伺服器，其中所述映像檔匯入模組響應於判斷所述第二儲存區不支援所述第一格式而通過所述收發器輸出告警訊息。
如請求項1所述的伺服器，其中所述第一儲存區支援簡易儲存服務功能。
如請求項1所述的伺服器，其中所述處理器通過所述收發器通訊連接至外部電子裝置以供所述外部電子裝置存取所述虛擬機。
一種基於虛擬機格式轉換技術的提供虛擬機服務的方法，包括：取得包括第一儲存區、第二儲存區以及第三儲存區的儲存媒體；取得檔案，並將所述檔案儲存在所述第一儲存區；響應於所述檔案為映像檔而將所述檔案自所述第一儲存區匯入所述第二儲存區；以及響應於所述檔案為虛擬磁碟檔而根據所述檔案以及所述第二儲存區中的第二映像檔在所述第三儲存區建立虛擬機，其中所述第二映像檔預存於所述第二儲存區中。