專利名稱：一種虛擬機在線遷移的方法和系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及網絡通信技術領域，特別涉及一種虛擬機在線遷移的方法和系統(tǒng)。背景技術：
近年來，服務器高可用集群技術和虛擬服務器動態(tài)遷移技術，在數據中心容災及計算資源調配方面得以廣泛應用。在業(yè)務不間斷的動態(tài)遷移要求下，運行中的虛擬機(VM)可實現動態(tài)遷移到不同物理機的虛擬平臺上。一些服務器虛擬化軟件可實現在兩臺虛擬化的物理服務器之間對VM做動態(tài)遷移，遷移至另一中心的虛擬機不僅保留原有IP地址，而且還保持遷移前的運行狀態(tài)(如TCP會話狀態(tài))。目前VM在線遷移一般采用內存復制的方法，具體地，在不同的物理服務器上啟動一個一模一樣的VM (OS+應用)，然后將源VM的內存拷貝到目標VM，在此過程中源VM的內 存發(fā)生了改變，云管理平臺持續(xù)重復地對發(fā)生改變的內存進行拷貝，直到兩邊內存一致，完成遷移。這種方法存在以下缺陷I)這種方法是靠內存收斂即拷貝內容越來越少最終達到兩邊內存完全相同，這顯然就需要做很多次的內存比較和拷貝，尤其在有些時候應用持續(xù)不斷地接收到外部數據或者某些計算需要很長時間，內存很難收斂，內存比較和拷貝的次數更多，這必然會對云管理平臺的性能帶來影響和壓力。2)由于應用的多樣性，很難找到適用于各種應用的收斂算法。

發(fā)明內容本發(fā)明提供了一種VM在線遷移的方法和系統(tǒng)，以便于降低VM在線遷移過程中大量內存拷貝操作而對云管理平臺的性能帶來的影響，且無需找到適用于各種應用的收斂算法。具體技術方案如下一種虛擬機VM在線遷移的方法，該方法包括開始遷移的步驟云管理平臺設置數據中心接入交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址，并拷貝源VM的內存數據到目的VM ;遷移中的步驟所述遷移模塊將所托管IP地址相關的會話session中開始遷移時已經存在的session路由到源VM,將新建的session路由到目的VM ;結束遷移的步驟所述云管理平臺在所述已經存在的session全部關閉時，釋放遷移模塊托管的IP地址并將其配置到目的VM ;比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據，依據變化的內容修改目的VM的內存數據。根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述云管理平臺設置交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址具體包括所述云管理平臺將源VM的IP地址配置在所述遷移模塊上；為源VM配置新的IP地址,并在目的VM安裝啟動完成后為目的VM配置新的IP地址，并將為源VM和目的VM配置的新的IP地址通知給所述遷移模塊。根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，在所述開始遷移的步驟中還包括云管理平臺啟動目的VM并安裝啟動應用軟件。根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述結束遷移的步驟中還包括所述遷移模塊檢測到所述已經存在的session全部關閉時，通知云管理平臺；所述云管理平臺通知所述遷移模塊結束執(zhí)行所述遷移中的步驟。根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，在所述結束遷移的步驟中，所述云管理平臺在監(jiān)測到源VM的內存數據不再發(fā)生變化時，執(zhí)行所述比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據的步驟。
根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述結束遷移的步驟中還包括所述云管理平臺刪除所述源VM。一種虛擬機VM在線遷移的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括云管理平臺，用于在開始遷移時設置交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址，并拷貝源VM的內存數據到目的VM ;數據中心接入交換機的遷移模塊，用于將所托管IP地址相關的會話session中開始遷移時已經存在的session路由到源VM,將新建的session路由到目的VM ;所述云管理平臺還用于在所述已經存在的session全部關閉時，釋放遷移模塊托管的IP地址并將其配置到目的VM ;比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據，依據變化的內容修改目的VM的內存數據。根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述云管理平臺在設置交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址時，具體執(zhí)行將源VM的IP地址配置在所述遷移模塊上；為源VM配置新的IP地址，并在目的VM安裝啟動完成后為目的VM配置新的IP地址，并將為源VM和目的VM配置的新的IP地址通知給所述遷移模塊。根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，云管理平臺，還用于在開始遷移時啟動目的VM并安裝啟動應用軟件。根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述遷移模塊檢測到所述已經存在的session全部關閉時，通知云管理平臺；所述云管理平臺通知所述遷移模塊結束工作。根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述云管理平臺在監(jiān)測到源VM的內存數據不再發(fā)生變化時，執(zhí)行所述比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據的操作。根據本發(fā)明一優(yōu)選實施例，所述云管理平臺，還用于在結束遷移時刪除所述源VM。由以上技術方案可以看出，本發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)僅需要在開始遷移時進行一次內存數據的拷貝，在遷移結束時進行一次內存數據比較和修改，無需進行大量的內存比較和拷貝，減小了對云管理平臺的性能帶來的影響和壓力；另外，也不需要收斂算法，實現更加簡單。

圖I為本發(fā)明實施例一提供的VM在線遷移的方法流程圖2a為本發(fā)明實施例提供的遷移前的實例圖；圖2b為本發(fā)明實施例提供的遷移開始的實例圖；圖2c為本發(fā)明實施例提供的遷移中的實例圖；圖2d為本發(fā)明實施例提供的遷移結束的實例圖；圖2e為本發(fā)明實施例提供的遷移完成之后的實例圖；圖3為本發(fā)明實施例二提供的VM在線遷移的系統(tǒng)結構圖。
具體實施方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對 本發(fā)明進行詳細描述。本發(fā)明通過在數據中心的接入交換機(以下實施例中簡稱交換機)增加遷移模塊，在VM遷移過程中采用IP地址托管的方式對新舊會話(session)進行控制，下面首先通過實施例一對具體的在線遷移過程進行詳細描述。實施例一、圖I為本發(fā)明實施例一提供的VM在線遷移的方法流程圖，如圖I所示，該方法主要包括三個過程開始遷移、遷移中和遷移結束。步驟101 :云管理平臺設置交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址。VM的在線遷移由云管理平臺發(fā)起，至于發(fā)起原因本發(fā)明實施例并不加以限制，此處設置遷移模塊托管源VM的IP地址包括以下內容I)將源VM的IP地址配置在交換機的遷移模塊上。2)為源VM配置新的IP地址，并在目的VM安裝啟動完成后為目的VM配置新的IP地址，并通知遷移模塊。其中源VM和目的VM的新IP地址可以配置為同網段的其他IP地址，理論上只要與源VM原始的IP地址不同，且源VM和目的VM配置的新的IP地址不同即可。此處將源VM和目的VM配置的新的IP地址通知遷移模塊是為了在后續(xù)步驟205中遷移模塊能夠完成對源VM和目的VM的session路由，具體將在步驟205中描述。步驟102 :云管理平臺啟動目的VM并安裝啟動應用軟件。本步驟中云管理平臺啟動一個新的虛擬機作為目的虛擬機，并安裝啟動應用軟件，該新的虛擬機可以與源VM分屬于不同的物理機。步驟103 :云管理平臺拷貝源VM的內存數據到目的VM。由于VM的內存數據包含訪問session所使用的臨時數據，以及一些計算相關的數據，這些數據都是保證服務正常進行不可或缺的數據，因此在遷移過程中必須進行內存數據的拷貝，從而使得在遷移完成后目的VM能夠接著進行源VM的服務。步驟104 :云管理平臺向交換機的遷移模塊發(fā)送開始遷移指令。此處云管理平臺向遷移模塊發(fā)送遷移指令的目的是通知遷移模塊進入工作狀況，開始進行其所托管IP地址相關的session路由控制，即開始執(zhí)行步驟105所述的工作。上述步驟101和步驟104是開始遷移過程中執(zhí)行的步驟，各步驟之間沒有限定的先后順序，可以以任意順序先后執(zhí)行，也可以同時執(zhí)行。步驟105 :交換機的遷移模塊將所托管IP地址相關的session中開始遷移時已經存在的session繼續(xù)路由到源VM,將新建的session路由到目的VM。本步驟是遷移中執(zhí)行的步驟。遷移模塊對源VM的IP地址的接管實際上就是接管了原屬于源VM的外部session，為了保持業(yè)務不中斷，接收到遷移指令時源VM已經存在的session(即屬于該session的數據)繼續(xù)路由到源VM,新的session則全部路由到目的VM。由于在步驟101中云管理平臺為源VM和目的VM配置新的IP地址后，會將源VM和目的VM的新的IP地址通知給遷移模塊，因此，遷移模塊在進行session的路由時，就能夠依據源VM和目的VM的新的IP地址進行路由。步驟106 :交換機的遷移模塊檢測到路由到源VM的session全部關閉時,通知云管理平臺。路由到源VM的session也就是開始遷移時已經存在的session, —旦這部分session全關閉了，就意味著源VM在遷移過程中的服務已經完成，此時結束遷移不會造成 在線服務的中斷，目的VM就可以完全接管原屬于源VM的工作。步驟107 :云管理平臺釋放遷移模塊托管的IP地址，將其配置到目的VM。步驟108 :云管理平臺通知遷移模塊結束步驟105所述的工作。遷移模塊托管的源VM的IP地址被釋放后，遷移模塊就不再進行該IP地址相關session的路由，由于該IP地址被配置到目的VM，因此后續(xù)該IP地址相關的session會由交換機直接路由至目的VM。至此遷移模塊和源VM都不再參與源VM在遷移前的IP地址相關的服務，而轉由目的VM提供。步驟109 :云管理平臺比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據，依據變化的內容修改目的VM的內存數據。由于此時源VM的session已經結束，源VM的內存數據不再變化，因此可以利用開始遷移到當前發(fā)生變化的源VM的內存數據來修改目的VM的內存數據，使得目的VM的內存數據內容與源VM的內存數據內容相同。但可能由于計算原因源VM的內存數據還會有短暫的變化，因此優(yōu)選地，本步驟中云管理平臺可以在監(jiān)測到源VM的內存數據不再變化時，再開始修改目的VM的內存數據。步驟110 :云管理平臺刪除源VM。通常情況下，由于源VM至目的VM的遷移已經結束，因此可以刪除源VM，當然如果對源VM有其他擴展功能，也可以不刪除該源VM，本發(fā)明對此并不加以限制。上述步驟106和步驟110為遷移結束過程的步驟。下面舉一個實例對上述遷移過程進行描述，如圖2a所示，假設要將實現從物理機A到物理機B的VM遷移，在遷移前的狀況是源VM的IP地址為10. 9. I. 10，該IP地址相關的session均由交換機路由至物理機A中的源VM。在遷移開始時，如圖2b所示，將遷移模塊接管源VM的IP地址，為源VM和新創(chuàng)建并啟動的目的VM分配新的IP地址，即遷移模塊的IP地址配置為10. 9. I. 10，源VM和目的VM的IP地址分別配置為10. 9. I. 30和10. 9. I. 31，且遷移模塊記錄源VM和目的VM新的IP地址。將源VM的內存數據拷貝至目的VM。在遷移中，如圖2c所示，遷移模塊將10.9. I. 10相關的開始遷移時已經存在的session 路由至 10. 9. I. 30，將 10. 9. I. 10 相關的新 session 路由至 10. 9. I. 31。
在遷移結束過程時，如圖2d所示，遷移模塊釋放托管的源VM的IP地址10. 9. I. 10，將該IP地址配置給目的VM，并利用從開始遷移至此發(fā)生變化的源VM的內存數據修改目的VM的內存數據。在遷移完成之后，10. 9. I. 10相關的session由交換機直接路由至目的VM。實施例二、圖3為本發(fā)明實施例二提供的VM在線遷移的系統(tǒng)結構圖，如圖3所示，云管理平臺是數據中心云資源的配置和管理平臺，本實施例中負責遷移的啟動、目的VM的安裝啟動、遷移模塊的接管配置、源VM和目的VM的IP地址配置、源VM至目的VM的內存拷貝等。交換機的遷移模塊是在交換機中新增的模塊，該交換機是數據中心的三層接入交換機，源VM和目的VM都通過該交換機接入網絡。遷移模塊在VM遷移時實現外部session的路由控制。
在開始遷移時云管理平臺設置交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址，并拷貝源VM的內存數據到目的VM。其中云管理平臺在設置交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址時，具體執(zhí)行將源VM的IP地址配置在遷移模塊上；為源VM配置新的IP地址,并在目的VM安裝啟動完成后為目的VM配置新的IP地址，并將為源VM和目的VM配置的新的IP地址通知給遷移模塊。該系統(tǒng)的目的VM可以直接采用已安裝并啟動的某個VM，也可以由云管理平臺安裝并啟動，該目的VM可以與源VM分屬于不同的物理機。在遷移中時，交換機的遷移模塊，用于將所托管IP地址相關的會話session中開始遷移時已經存在的session路由到源VM,將新建的session路由到目的VM ;在遷移結束時，云管理平臺還用于在已經存在的session全部關閉時，釋放遷移模塊托管的IP地址并將其配置到目的VM ;比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據，依據變化的內容修改目的VM的內存數據。具體地，當遷移模塊檢測到已經存在的session全部關閉時，通知云管理平臺；云管理平臺通知遷移模塊結束工作，即結束關于session的路由控制工作。另外，云管理平臺在結束遷移時可以刪除源VM。上述實施例是以源VM和目的VM通過同一個接入交換機為例進行的描述，本發(fā)明所提供的方法和系統(tǒng)也適用于源VM和目的VM接入不同的接入交換機的場景，這種場景下，上述遷移模塊在其中一臺接入交換機上設置并啟用即可，具體實現方法與上述實施例相同。由以上描述可以看出，本發(fā)明提供的方法和系統(tǒng)具備以下優(yōu)點I)本發(fā)明在遷移時交換機中的遷移模塊通過接管源VM的IP地址的方式保證遷移過程中服務不中斷。2)僅需要在開始遷移時進行一次內存數據的拷貝，在遷移結束時進行一次內存數據比較和修改，無需進行大量的內存比較和拷貝，減小了對云管理平臺的性能帶來的影響和壓力。3)無需收斂算法，實現更加簡單，相比較現有遷移方法遷移速度更快。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內，所做的任何修改、等同 替換、改進等，均應包含在本發(fā)明保護的范圍之內。
權利要求
1.一種虛擬機VM在線遷移的方法，其特征在于，該方法包括 開始遷移的步驟云管理平臺設置數據中心接入交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址,并拷貝源VM的內存數據到目的VM ; 遷移中的步驟所述遷移模塊將所托管IP地址相關的會話session中開始遷移時已經存在的session路由到源VM,將新建的session路由到目的VM ; 結束遷移的步驟所述云管理平臺在所述已經存在的session全部關閉時，釋放遷移模塊托管的IP地址并將其配置到目的VM ;比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據，依據變化的內容修改目的VM的內存數據。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述云管理平臺設置數據中心接入交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址具體包括 所述云管理平臺將源VM的IP地址配置在所述遷移模塊上； 為源VM配置新的IP地址，并在目的VM安裝啟動完成后為目的VM配置新的IP地址，并將為源VM和目的VM配置的新的IP地址通知給所述遷移模塊。
3.根據權利要求I或2所述的方法，其特征在于，在所述開始遷移的步驟中還包括 云管理平臺啟動目的VM并安裝啟動應用軟件。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述結束遷移的步驟中還包括 所述遷移模塊檢測到所述開始遷移時已經存在的session全部關閉時，通知云管理平臺； 所述云管理平臺通知所述遷移模塊結束執(zhí)行所述遷移中的步驟。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，在所述結束遷移的步驟中，所述云管理平臺在監(jiān)測到源VM的內存數據不再發(fā)生變化時，執(zhí)行所述比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據的步驟。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述結束遷移的步驟中還包括 所述云管理平臺刪除所述源VM。
7.一種虛擬機VM在線遷移的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括 云管理平臺，用于在開始遷移時設置數據中心接入交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址,并拷貝源VM的內存數據到目的VM ; 數據中心接入交換機的遷移模塊，用于將所托管IP地址相關的會話session中開始遷移時已經存在的session路由到源VM，將新建的session路由到目的VM ； 所述云管理平臺還用于在所述已經存在的session全部關閉時，釋放遷移模塊托管的IP地址并將其配置到目的VM ;比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據，依據變化的內容修改目的VM的內存數據。
8.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述云管理平臺在設置交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址時，具體執(zhí)行 將源VM的IP地址配置在所述遷移模塊上； 為源VM配置新的IP地址，并在目的VM安裝啟動完成后為目的VM配置新的IP地址，并將為源VM和目的VM配置的新的IP地址通知給所述遷移模塊。
9.根據權利要求7或8所述的系統(tǒng)，其特征在于，云管理平臺，還用于在開始遷移時啟動目的VM并安裝啟動應用軟件。
10.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述遷移模塊檢測到所述開始遷移時已經存在的session全部關閉時,通知云管理平臺； 所述云管理平臺通知所述遷移模塊結束工作。
11.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述云管理平臺在監(jiān)測到源VM的內存數據不再發(fā)生變化時，執(zhí)行所述比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據的操作。
12.根據權利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述云管理平臺，還用于在結束遷移時刪除所述源VM。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種虛擬機(VM)在線遷移的方法和系統(tǒng)，在開始遷移時，云管理平臺設置交換機的遷移模塊托管源VM的IP地址，并拷貝源VM的內存數據到目的VM；在遷移中時，遷移模塊將所托管IP地址相關的會話中開始遷移時已經存在的會話路由到源VM，將新建的會話路由到目的VM；云管理平臺在已經存在的會話全部關閉時，釋放遷移模塊托管的IP地址并將其配置到目的VM；比較源VM當前的內存數據與開始遷移時的內存數據，依據變化的內容修改目的VM的內存數據。本發(fā)明僅需要在開始遷移時進行一次內存數據的拷貝，在遷移結束時進行一次內存數據比較和修改，減小了對云管理平臺的性能帶來的影響和壓力；另外，也不需要復雜的收斂算法。
文檔編號H04L29/08GK102932409SQ20121035575
公開日2013年2月13日 申請日期2012年9月21日 優(yōu)先權日2012年9月21日
發(fā)明者謝朝陽, 侯光華, 廣小明 申請人:中國電信股份有限公司云計算分公司