一種虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)、分發(fā)方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)、分發(fā)方法及裝置。存儲(chǔ)方法包括：將鏡像文件分割成定長(zhǎng)的鏡像文件塊；對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行存儲(chǔ)。通過(guò)對(duì)鏡像文件定長(zhǎng)切塊存儲(chǔ)，可以有效節(jié)約虛擬機(jī)鏡像文件的存儲(chǔ)空間，同時(shí)保證了較高的壓縮比。分發(fā)方法包括：確定歸屬本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)的鏡像文件塊；基于P2P協(xié)議與其他客戶端節(jié)點(diǎn)建立連接；在其他客戶端節(jié)點(diǎn)中存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊時(shí)，從其他客戶端節(jié)點(diǎn)中獲取，否則從數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取所需的鏡像文件塊；或者，在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊時(shí)，將鏡像文件塊發(fā)送。采用P2P協(xié)議實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)客戶端間的鏡像文件分發(fā)，有效提升了虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)的效率和速度。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)、分發(fā)方法及裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)、分發(fā)方法及 裝直。

【背景技術(shù)】
[0002] "云計(jì)算"、"云存儲(chǔ)"是近年來(lái)出現(xiàn)較為重要的技術(shù)概念，給計(jì)算機(jī)科學(xué)以及互聯(lián) 網(wǎng)的發(fā)展帶來(lái)了長(zhǎng)遠(yuǎn)的影響。云計(jì)算、云存儲(chǔ)隱藏了底層復(fù)雜的基礎(chǔ)設(shè)施和管理邏輯，為用 戶提供了簡(jiǎn)潔、易用、可動(dòng)態(tài)調(diào)整的資源池。用戶無(wú)需掌握云內(nèi)部的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，無(wú)需直接控 制云底層的基礎(chǔ)設(shè)施，就可以方便地使用云技術(shù)提供的計(jì)算、存儲(chǔ)資源，并且可以依據(jù)自己 的需求，更改資源的使用量，以便于節(jié)省成本。
[0003] 隨著各大公司云數(shù)據(jù)中心的建成，云環(huán)境下的虛擬機(jī)規(guī)模急劇擴(kuò)張，虛擬機(jī)之間 硬件資源的復(fù)用以及網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)載的加劇導(dǎo)致了整個(gè)云計(jì)算服務(wù)性能的下降，如何通過(guò)提 高虛擬環(huán)境下的服務(wù)性能來(lái)提升云系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，成為虛擬機(jī)研究領(lǐng)域的重要課題。虛 擬機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中依賴(lài)于本身所需的虛擬機(jī)鏡像文件，在大規(guī)模虛擬集群的數(shù)據(jù)中心中， 海量的虛擬機(jī)鏡像文件的存儲(chǔ)方案設(shè)計(jì)顯得尤為重要。
[0004] 云計(jì)算環(huán)境創(chuàng)建新虛擬機(jī)時(shí)，使用的硬盤(pán)鏡像通常是拷貝自一個(gè)模板鏡像。而傳 統(tǒng)的SAN(Storage Area Network and SAN protocols,存儲(chǔ)域網(wǎng)絡(luò)及其協(xié)議）存儲(chǔ)設(shè)備不 支持容錯(cuò)處理，如果SAN設(shè)備失效，則整個(gè)系統(tǒng)都無(wú)法繼續(xù)工作。
[0005] 可見(jiàn)，現(xiàn)有虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)和分發(fā)中存在的問(wèn)題如下：
[0006] 1.龐大的虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)所占的存儲(chǔ)空間巨大；
[0007] 2.虛擬機(jī)鏡像文件的分發(fā)單純依賴(lài)鏡像文件數(shù)據(jù)服務(wù)器，導(dǎo)致鏡像文件服務(wù)器會(huì) 成為網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)，限制了虛擬機(jī)的建立及運(yùn)行速度和魯棒性。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明針對(duì)上述問(wèn)題，提出了一種虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)、分發(fā)方法及裝置，用以解 決虛擬機(jī)鏡像文件的海量存儲(chǔ)浪費(fèi)存儲(chǔ)空間及分發(fā)效率低的問(wèn)題。
[0009] 本發(fā)明提供了一種虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)方法，包括如下步驟：
[0010] 將鏡像文件分割成定長(zhǎng)的鏡像文件塊；
[0011] 對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0012] 本發(fā)明提供了一種虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)方法，包括如下步驟：
[0013] 確定歸屬本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)的鏡像文件塊；
[0014] 基于P2P (Peer to Peer，對(duì)等網(wǎng)絡(luò)）協(xié)議與其他客戶端節(jié)點(diǎn)建立連接；
[0015] 在確定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊時(shí)，從其他 客戶端節(jié)點(diǎn)中獲取該鏡像文件塊，否則從數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取所需的鏡像文件塊；或者，在確定 本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊時(shí)，將該鏡像文件塊 發(fā)送至其他客戶端節(jié)點(diǎn)，其中，鏡像文件塊是將虛擬機(jī)鏡像文件按定長(zhǎng)分割后得到的。
[0016] 本發(fā)明提供了一種虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)裝置，包括：
[0017] 分割單元，用于將鏡像文件分割成定長(zhǎng)的鏡像文件塊；
[0018] 存儲(chǔ)單元，用于對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0019] 本發(fā)明提供了一種虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)裝置，包括：
[0020] 確定單元，用于確定歸屬本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)的鏡像文件塊；
[0021] 連接單元，用于基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)P2P協(xié)議與其他客戶端節(jié)點(diǎn)建立連接；
[0022] 分發(fā)單元，用于在確定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文 件塊時(shí)，從其他客戶端節(jié)點(diǎn)中獲取該鏡像文件塊，否則從數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取所需的鏡像文件 塊；或者，在確定本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊時(shí)， 將該鏡像文件塊發(fā)送至其他客戶端節(jié)點(diǎn)，其中，鏡像文件塊是將虛擬機(jī)鏡像文件按定長(zhǎng)分 割后得到的。
[0023] 本發(fā)明有益效果如下：
[0024] 當(dāng)前虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)中，由于鏡像文件數(shù)量龐大，導(dǎo)致虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ) 所占空間巨大。在本發(fā)明實(shí)施例提供的虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)方案中，通過(guò)對(duì)虛擬機(jī)鏡像文 件分割成定長(zhǎng)的鏡像文件塊進(jìn)行存儲(chǔ)，由于通過(guò)對(duì)鏡像文件定長(zhǎng)分割成塊，保證了較高的 壓縮比，所以，可以有效節(jié)約虛擬機(jī)鏡像文件的存儲(chǔ)空間。
[0025] 另外，在現(xiàn)有的虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)中單純依賴(lài)鏡像文件服務(wù)器，限制了虛擬機(jī) 的建立及運(yùn)行速度和魯棒性。針對(duì)該問(wèn)題，在本發(fā)明實(shí)施例提供的虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)方 案中，采用P2P協(xié)議在虛擬機(jī)客戶端間進(jìn)行鏡像文件的快速克隆、分發(fā)，因?yàn)槔肞2P虛擬 機(jī)鏡像文件的分發(fā)方法，所有的鏡像文件服務(wù)器和客戶端節(jié)點(diǎn)均可作為鏡像文件塊的提供 者，相互交換存儲(chǔ)的鏡像文件塊，有效將鏡像文件服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載轉(zhuǎn)移到客戶端節(jié) 點(diǎn)上，平衡了數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢?fù)載，避免了網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)的出現(xiàn)，有效縮短了拷貝鏡像文件所需等待 的時(shí)間和10開(kāi)銷(xiāo)，提升了虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)的效率和速度。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026] 下面將參照附圖描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，其中：
[0027] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)方法的流程示意圖；
[0028] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中不同鏡像文件切塊大小下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的去冗余壓縮比示意 圖；
[0029] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中不同鏡像文件切塊大小參數(shù)下系統(tǒng)的10性能結(jié)果示意 圖；
[0030] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中鏡像文件塊存儲(chǔ)方案10性能測(cè)試結(jié)果示意圖；
[0031] 圖5為本發(fā)明實(shí)施例中指紋計(jì)算的MD5算法與SHA-1算法的性能比較示意圖；
[0032] 圖6為本發(fā)明實(shí)施例中鏡像文件塊文件存儲(chǔ)示意圖；
[0033] 圖7為本發(fā)明實(shí)施例中虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)方法的流程示意圖；
[0034] 圖8為本發(fā)明實(shí)施例中虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)方法的應(yīng)用場(chǎng)景示意圖；
[0035] 圖9為本發(fā)明實(shí)施例中虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)裝置示意圖；
[0036] 圖10為本發(fā)明實(shí)施例中虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)裝置示意圖；
[0037] 圖11為本發(fā)明實(shí)施例中Bonnie++系統(tǒng)性能測(cè)試結(jié)果示意圖；
[0038] 圖12為本發(fā)明實(shí)施例中PostMark系統(tǒng)性能測(cè)試結(jié)果示意圖；
[0039] 圖13為本發(fā)明實(shí)施例中Linux虛擬機(jī)性能測(cè)試結(jié)果示意圖；
[0040] 圖14為本發(fā)明實(shí)施例中傳輸虛擬機(jī)鏡像文件花費(fèi)的時(shí)間對(duì)比示意圖；
[0041] 圖15為本發(fā)明實(shí)施例中按需傳輸時(shí)虛擬機(jī)的啟動(dòng)速度對(duì)比示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0042] 為了使本發(fā)明的技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的示例性 實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明的一部分實(shí)施例，而不是 所有實(shí)施例的窮舉。
[0043] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例中虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)方法的流程示意圖，如圖1所示，在虛 擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)時(shí)可以包括如下步驟：
[0044] 步驟101 :將鏡像文件分割成定長(zhǎng)的鏡像文件塊；
[0045] 步驟102 :對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行存儲(chǔ)。
[0046] 實(shí)施中，定長(zhǎng)的鏡像文件塊大小可以為4KB的N倍，其中N為自然數(shù)。
[0047] 具體的，采用定長(zhǎng)的鏡像文件塊分割方案，使用4KB或者4KB整數(shù)倍大小作為鏡像 文件塊作為文件系統(tǒng)在磁盤(pán)上保存的基本數(shù)據(jù)塊大小，保證了所有寫(xiě)入磁盤(pán)的數(shù)據(jù)可以按 照磁盤(pán)簇邊界進(jìn)行對(duì)齊。由于操作系統(tǒng)鏡像和應(yīng)用程序鏡像均為只讀，一旦寫(xiě)入鏡像文件 之后不能再修改，因此，定長(zhǎng)切分的方案可以保證較高的壓縮比。
[0048] 由于鏡像文件塊的大小，將直接影響到系統(tǒng)的10性能以及存儲(chǔ)壓縮比。因此需要 選取一個(gè)最佳的數(shù)據(jù)塊大小參數(shù)，以便獲得10性能以及存儲(chǔ)壓縮比之間的平衡。
[0049] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例中不同鏡像文件切塊大小下系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的去冗余壓縮比示意 圖，如圖2所示，通過(guò)對(duì)常用的183個(gè)總大小為2. 31TB的虛擬機(jī)鏡像文件進(jìn)行去冗余而得 至IJ，這些鏡像文件包括了多個(gè)版本的Windows操作系統(tǒng)以及Linux操作系統(tǒng)，應(yīng)用軟件包括 了科學(xué)計(jì)算軟件、生物信息學(xué)分析軟件、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)、辦公系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)、集成開(kāi) 發(fā)環(huán)境等多種組合，基本涵蓋了絕大部分的虛擬機(jī)應(yīng)用需求。所有的虛擬機(jī)文件系統(tǒng)存儲(chǔ) 的磁盤(pán)簇大小都是4KB，因此，小于4KB的去冗余鏡像文件塊并不能對(duì)去冗余壓縮比帶來(lái)很 明顯的提高。當(dāng)鏡像文件塊大小增加時(shí)，系統(tǒng)整體的去冗余壓縮比迅速下降。
[0050] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例中不同鏡像文件切塊大小參數(shù)下系統(tǒng)的10性能結(jié)果示意圖， 如圖3所示，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)自Liquid，其中，Liquid是將本發(fā)明實(shí)施例中提供的虛擬機(jī)鏡像文 件存儲(chǔ)方法應(yīng)用到實(shí)際中后，得到相應(yīng)的虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)系統(tǒng)，為了稱(chēng)呼方便，命名該 裝置為"Liquid"。圖3中標(biāo)記了 Raw數(shù)據(jù)，是對(duì)本地的鏡像文件塊存儲(chǔ)進(jìn)行讀寫(xiě)操作的性 能，因?yàn)樽x寫(xiě)的鏡像文件塊經(jīng)過(guò)去冗余操作，只能是不相同的鏡像文件塊，其數(shù)量要比實(shí)際 寫(xiě)入鏡像的數(shù)據(jù)要少。標(biāo)記了去冗余的數(shù)據(jù)，則是考慮了去冗余壓縮比而得到的結(jié)果，也即 表明了客戶端文件系統(tǒng)給虛擬機(jī)所提供的實(shí)際10性能的指標(biāo)。較小的數(shù)據(jù)塊將會(huì)導(dǎo)致更 多的磁盤(pán)隨機(jī)讀寫(xiě)操作，因此將會(huì)破壞系統(tǒng)的10性能。隨著鏡像文件塊的增長(zhǎng)，10性能逐 漸提升，而在鏡像文件塊大小達(dá)到256KB之后逐漸穩(wěn)定下來(lái)。
[0051] 基于本發(fā)明實(shí)施例中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果以及實(shí)際使用經(jīng)驗(yàn)表明，使用256KB至1MB范圍 的鏡像文件塊大小可以取得良好的系統(tǒng)10性能以及去冗余壓縮比，達(dá)到兩者之間的平衡， 能夠滿足絕大部分的應(yīng)用需求。
[0052] 實(shí)施中，定長(zhǎng)的鏡像文件塊大小可以為256KB。
[0053] 具體實(shí)施中，在鏡像文件塊大小的選擇方面，可自定義切塊的大小，可以實(shí)現(xiàn)不同 大小切塊的壓縮存儲(chǔ)，一般來(lái)說(shuō)較大的切塊方案意味著各鏡像塊之間的重復(fù)度更小，壓縮 比更小，而較小的切塊方案則由于元數(shù)據(jù)量的增量導(dǎo)致了系統(tǒng)10性能的下降。經(jīng)過(guò)試驗(yàn)測(cè) 試，合適的切塊大小為256KB，能夠達(dá)到10性能與存儲(chǔ)壓縮比的平衡。
[0054] 圖4為本發(fā)明實(shí)施例中鏡像文件塊存儲(chǔ)方案10性能測(cè)試結(jié)果示意圖，如圖4所 示，采用本發(fā)明實(shí)施例中的虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)方案與普通的Ext4(The fourth extended file system，擴(kuò)展日志式文件系統(tǒng)第四版）文件系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行比較對(duì)照，實(shí)驗(yàn)環(huán)境為32核 主頻為2GHz的Intel(R)Xeon CPU E5-2640處理器，32GB內(nèi)存服務(wù)器1臺(tái)，安裝本發(fā)明實(shí)施 中提供的虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)系統(tǒng)Liquid，然后以256KB為默認(rèn)鏡像文件的切塊大小，分 別寫(xiě)入1GB?160GB大小的鏡像文件進(jìn)行讀寫(xiě)性能測(cè)試。測(cè)試結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)優(yōu)化過(guò)的本 發(fā)明實(shí)施例中提供的存儲(chǔ)方案，性能優(yōu)于Ext4文件系統(tǒng)的存儲(chǔ)性能，兩者在鏡像讀取方面 的性能區(qū)別不大，但是在寫(xiě)入性能中可以明顯看到，Ext4隨著系統(tǒng)中存儲(chǔ)鏡像文件規(guī)模的 逐漸擴(kuò)大，系統(tǒng)中元數(shù)據(jù)規(guī)模將顯著增多，導(dǎo)致其在存儲(chǔ)量大于10G后寫(xiě)入性能直線下降， 而本發(fā)明實(shí)施例中提供的存儲(chǔ)方案中對(duì)于鏡像文件寫(xiě)入的性能則支持相對(duì)穩(wěn)定，在對(duì)于鏡 像文件的大規(guī)模增長(zhǎng)，其寫(xiě)入速度都穩(wěn)定在40MB/S以上，讀取性能則穩(wěn)定在30MB/S左右， 整體上在支持海量鏡像文件存儲(chǔ)方面優(yōu)于基于Ext4的方案。
[0055] 實(shí)施中，對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，可以按照磁盤(pán)簇邊界對(duì)齊存儲(chǔ)。
[0056] 具體實(shí)施中，分割成定長(zhǎng)的鏡像文件塊可以為4KB或者4KB整數(shù)倍大小，在存儲(chǔ)至 磁盤(pán)上可以按磁盤(pán)簇邊界對(duì)齊存儲(chǔ)，以有效利用磁盤(pán)空間。
[0057] 實(shí)施中，可以對(duì)存儲(chǔ)的鏡像文件塊進(jìn)行去冗余。
[0058] 具體實(shí)施中，對(duì)存儲(chǔ)的鏡像文件塊去冗余，可以對(duì)鏡像文件變長(zhǎng)切塊或者定長(zhǎng)切 塊，從效果來(lái)看，變長(zhǎng)切塊的效果更好，但實(shí)現(xiàn)復(fù)雜，計(jì)算量也大；本發(fā)明實(shí)施例中的鏡像文 件塊修改不多，定長(zhǎng)切塊易于實(shí)現(xiàn)，且能實(shí)現(xiàn)較好的壓縮效果。
[0059] 實(shí)施中，可以對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行MD5 (Message Digest Algorithm MD5,消息摘要 算法第五版）指紋特征計(jì)算，確定鏡像文件塊的指紋特征；根據(jù)指紋特征對(duì)存儲(chǔ)的鏡像文 件塊去冗余；在存儲(chǔ)鏡像文件塊的同時(shí)存儲(chǔ)其指紋特征。
[0060] 具體實(shí)施中，考慮到在存儲(chǔ)虛擬機(jī)鏡像文件過(guò)程中去冗余，需要檢測(cè)鏡像文件中 是否含有重復(fù)的鏡像文件塊?？梢圆捎肕D5加密算法來(lái)進(jìn)行鏡像文件指紋特征的計(jì)算，對(duì) 于具備相同指紋特征的鏡像文件塊，則被認(rèn)為是重復(fù)冗余的鏡像文件塊。針對(duì)指紋特征算 法的選取，本發(fā)明實(shí)施例中，對(duì)MD5加密算法和SHA-1 (Secure Hash Algorithm，安全散列算 法）算法的性能進(jìn)行測(cè)試比較，將二者應(yīng)用于計(jì)算各定長(zhǎng)鏡像文件塊的指紋特征，找出具 備相同數(shù)據(jù)的鏡像塊實(shí)施去冗余存儲(chǔ)的過(guò)程。在本發(fā)明實(shí)施例中，使用了 1?16個(gè)線程并 發(fā)的計(jì)算測(cè)試，計(jì)算兩種算法在相同線程數(shù)下所表現(xiàn)出的吞吐量性能差異性能。圖5為本 發(fā)明實(shí)施例中指紋計(jì)算的MD5算法與SHA-1算法的性能比較示意圖，具體測(cè)試比較結(jié)果如 圖5所示：MD5算法在計(jì)算吞吐量上明顯優(yōu)于SHA-1算法，并在一定程度下會(huì)隨著線程數(shù)目 的增加計(jì)算速度優(yōu)勢(shì)更為明顯，而SHA-1算法則對(duì)于CPU計(jì)算資源的敏感程度不夠，多線程 條件下計(jì)算吞吐量依然維持在較低的水平。因此，MD5是計(jì)算指紋特征的一種更加優(yōu)異算 法。當(dāng)然，除了 MD5算法，也可以采用可以實(shí)現(xiàn)同樣功能其他算法。
[0061] 具體實(shí)施中，在完成一個(gè)應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)的鏡像文件存儲(chǔ)后，運(yùn)行該鏡像文 件時(shí)，對(duì)該鏡像文件分塊并進(jìn)行MD5指紋特征計(jì)算，可以包括：
[0062] 將在不同虛擬機(jī)中需進(jìn)行修改的鏡像文件塊存儲(chǔ)在第一級(jí)緩存區(qū)，將最近讀取的 只讀鏡像文件塊存儲(chǔ)在第二級(jí)緩存區(qū)；
[0063] 對(duì)第二級(jí)緩存區(qū)里的鏡像文件塊進(jìn)行MD5指紋特征計(jì)算。
[0064] 具體實(shí)施中，可以在內(nèi)存中維護(hù)兩級(jí)緩存區(qū)，將在不同虛擬機(jī)中需進(jìn)行修改的鏡 像文件塊存儲(chǔ)在第一級(jí)緩存區(qū)，這里，第一級(jí)緩存區(qū)主要緩存各虛擬機(jī)客戶端運(yùn)行鏡像文 件過(guò)程中需要頻繁修改的鏡像文件塊，即，第一級(jí)緩存區(qū)可以命名為私有緩存，在第一級(jí)緩 存區(qū)中的鏡像文件塊不計(jì)算指紋特征。第二級(jí)緩存區(qū)主要保存最近讀取的只讀數(shù)據(jù)塊，對(duì) 第二級(jí)緩存區(qū)中的鏡像文件塊進(jìn)行指紋特征的計(jì)算。即，第一級(jí)緩存區(qū)中的鏡像文件塊只 有被刷入第二級(jí)緩存區(qū)中，才需要計(jì)算指紋特征，采用兩級(jí)緩存可以有效減少鏡像文件塊 的指紋特征計(jì)算量，第一級(jí)緩存中的鏡像文件塊是針對(duì)不同虛擬機(jī)修改的，不能供其他虛 擬機(jī)使用，因此不需要計(jì)算其指紋特征，這樣處理保證了對(duì)于頻繁修改的鏡像文件塊能夠 快速的完成，極大的提升系統(tǒng)的運(yùn)打效率。
[0065] 實(shí)施中，可以根據(jù)LRU(Least Recently Used,近期最少使用算法）算法確定第二 緩存區(qū)中的鏡像文件塊。
[0066] 具體實(shí)施中，可以使用LRU算法進(jìn)行緩存管理，加快虛擬機(jī)訪問(wèn)速度。LRU算法，即 最少使用頁(yè)面置換算法，是為虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理服務(wù)的。關(guān)于操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理，如何節(jié) 省利用容量不大的內(nèi)存為最多的進(jìn)程提供資源，一直是研究的重要方向。而內(nèi)存的虛擬存 儲(chǔ)管理，是現(xiàn)在較為通用的方式，具體為：在內(nèi)存有限的情況下，擴(kuò)展一部分外存作為虛擬 內(nèi)存，真正的內(nèi)存只存儲(chǔ)當(dāng)前運(yùn)行時(shí)所用得到信息。這無(wú)疑極大地?cái)U(kuò)充了內(nèi)存的功能，極大 地提高了計(jì)算機(jī)的并發(fā)處理能力。虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理，則是將進(jìn)程所需空間劃分為多個(gè)頁(yè) 面，內(nèi)存中只存放當(dāng)前所需頁(yè)面，其余頁(yè)面放入外存的管理方式。
[0067] 虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理減少了進(jìn)程所需的內(nèi)存空間，卻也帶來(lái)了運(yùn)行時(shí)間變長(zhǎng)這一缺 點(diǎn)：進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中，不可避免地要把在外存中存放的一些信息和內(nèi)存中已有的進(jìn)行交換， 由于外存的低速，這一步驟所花費(fèi)的時(shí)間不可忽略。因而，通過(guò)采取優(yōu)秀的算法以減少讀取 外存的次數(shù)，還可以進(jìn)一步取得更好的效果。
[0068] 實(shí)施中，可以將鏡像文件塊合并為大數(shù)據(jù)塊BLK(Block，數(shù)據(jù)塊）文件后進(jìn)行存 儲(chǔ)。
[0069] 實(shí)施中，可以獲取BLK文件的大小、空閑位置以及鏡像文件塊的指紋特征所對(duì)應(yīng) 的位置偏移量；根據(jù)BLK文件的大小、空閑位置以及鏡像文件塊的指紋特征所對(duì)應(yīng)的位置 偏移量，存儲(chǔ)鏡像文件塊。
[0070] 實(shí)施中，可以采用位圖文件bitmap記錄BLK文件已使用和/或未使用的位置。
[0071] 具體實(shí)施中，圖4為本發(fā)明實(shí)施例中鏡像文件塊存儲(chǔ)方案10性能測(cè)試結(jié)果示意 圖，圖6為本發(fā)明實(shí)施例中鏡像文件塊文件存儲(chǔ)示意圖，通過(guò)對(duì)海量鏡像文件塊文件進(jìn)行 合并管理，減少系統(tǒng)中海量的元數(shù)據(jù)操作，提高系統(tǒng)10性能，具體如圖6和圖5所示，傳統(tǒng) 的虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)方法是將所有的鏡像文件塊作為單獨(dú)的存儲(chǔ)文件放置在指定的目 錄下，這樣該目錄下將產(chǎn)生大量的鏡像文件塊文件，同時(shí)伴隨著大量的文件元數(shù)據(jù)管理，降 低系統(tǒng)性能。本發(fā)明實(shí)施中可以借鑒Haystack的原理來(lái)實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)，S卩，將 多個(gè)鏡像文件塊進(jìn)行合并，將其存在一個(gè)的大數(shù)據(jù)塊BLK文件中。
[0072] 文件系統(tǒng)的上層需要對(duì)大數(shù)據(jù)塊BLK的元數(shù)據(jù)進(jìn)行管理，包括BLK文件的大小、空 閑位置、指紋特征對(duì)應(yīng)偏移量等。這里可以采用BMP(Bitmap，圖像文件格式）文件記錄BLK 文件中使用與空閑記錄的bitmap表，IDX(Index，索引）文件記錄指紋特征對(duì)應(yīng)鏡像文件塊 在BLK文件中的偏移位置，三個(gè)文件都以指紋的首個(gè)Byte字符作為其文件名前綴，具體可 以如下：
[0073] BMP文件：在每次進(jìn)行新鏡像文件塊寫(xiě)入或數(shù)據(jù)刪除時(shí)，需要用到BMP文件，該文 件以bit位的方式記錄了 BLK文件中對(duì)應(yīng)偏移量中的數(shù)據(jù)空間是否已經(jīng)使用，寫(xiě)入鏡像文 件塊前，首先查看BMP文件中空閑的空間，刪除的鏡像文件塊則將將其對(duì)應(yīng)的bit位置為0。
[0074] IDX文件：記錄對(duì)應(yīng)BLK文件中的元數(shù)據(jù)內(nèi)容，主要用于找到指紋特征對(duì)應(yīng)的鏡像 文件塊在BLK文件中的偏移位置，所有鏡像文件塊的讀取首先需要從IDX中讀取對(duì)應(yīng)偏移 位置，然后再?gòu)腂LK文件中對(duì)應(yīng)的偏移位置讀取鏡像文件塊，為提高鏡像文件塊讀取的速 度，可以將IDX文件內(nèi)容緩存在內(nèi)存中。
[0075] BLK文件：放置指紋特征對(duì)應(yīng)的鏡像文件塊數(shù)據(jù)，BLK為一個(gè)類(lèi)似鏡像文件塊集合 的數(shù)組，每個(gè)數(shù)組元素長(zhǎng)度固定為鏡像塊的切塊長(zhǎng)度，即，在本發(fā)明實(shí)施例中為4KB或其整 數(shù)倍，對(duì)于鏡像文件塊位置的查找，由IDX文件指紋特征對(duì)應(yīng)的鏡像文件塊位置來(lái)確定。
[0076] 如圖6所示，基于上述三個(gè)文件，可以將大量的鏡像文件塊內(nèi)容合并在同一個(gè)文 件中。在虛擬機(jī)用戶在寫(xiě)入新的鏡像塊數(shù)據(jù)時(shí)，可以首先從BMP文件中獲取可讀寫(xiě)的位置 BLK_ID，BMP文件將該BLK_ID置為1，然后在IDX文件中寫(xiě)入對(duì)應(yīng)指紋塊到BLK_ID的映射， 同時(shí)將BLK文件中對(duì)應(yīng)BLK_ID的偏移位置提供給用戶進(jìn)行寫(xiě)入操作。當(dāng)鏡像塊已經(jīng)存在于 Liquid中時(shí)，只需要從IDX文件中讀取對(duì)應(yīng)BLK_ID號(hào)，然后從BLK文件中讀取相關(guān)數(shù)據(jù)。
[0077] 在解決虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)的基礎(chǔ)上，本發(fā)明實(shí)施例針對(duì)在現(xiàn)有的虛擬機(jī)鏡像文 件分發(fā)中單純依賴(lài)鏡像文件服務(wù)器，限制了虛擬機(jī)的建立及運(yùn)行速度和魯棒性的問(wèn)題，提 供了一種虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)方法，圖7為本發(fā)明實(shí)施例中虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)方法實(shí)施 的流程示意圖，如圖7所示，該方法可以包括如下步驟：
[0078] 步驟701 :確定歸屬本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)的鏡像文件塊；
[0079] 步驟702 :基于P2P協(xié)議與其他客戶端節(jié)點(diǎn)建立連接；
[0080] 步驟703 :在確定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊 時(shí)，從其他客戶端節(jié)點(diǎn)中獲取該鏡像文件塊，否則從數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取所需的鏡像文件塊；或 者，在確定本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊時(shí)，將該 鏡像文件塊發(fā)送至其他客戶端節(jié)點(diǎn)，其中，鏡像文件塊是將虛擬機(jī)鏡像文件按定長(zhǎng)分割后 得到的。
[0081] 其中，步驟701和步驟702沒(méi)有嚴(yán)格的時(shí)序要求，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，步驟 702既可以在步驟701之后執(zhí)行，也可以在步驟701之前進(jìn)行，本發(fā)明對(duì)上述步驟的執(zhí)行順 序不作限制。
[0082] 具體實(shí)施中，圖8為本發(fā)明實(shí)施例中虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)方法的應(yīng)用場(chǎng)景示意 圖，如圖8所示，本發(fā)明實(shí)施例中基于P2P的數(shù)據(jù)分發(fā)模式，將鏡像服務(wù)器上的數(shù)據(jù)傳輸負(fù) 載轉(zhuǎn)移到客戶端節(jié)點(diǎn)上，系統(tǒng)中所有的鏡像文件服務(wù)器節(jié)點(diǎn)以及客戶端節(jié)點(diǎn)都可以作為鏡 像文件塊的提供節(jié)點(diǎn)，互相之間通過(guò)交換存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)塊指紋集合來(lái)實(shí)現(xiàn)信息的分發(fā)，實(shí)施 中，各個(gè)節(jié)點(diǎn)（包括鏡像文件服務(wù)器節(jié)點(diǎn)和客戶端節(jié)點(diǎn)）可以通過(guò)心跳包將節(jié)點(diǎn)負(fù)載相關(guān) 信息發(fā)送給與其連接的節(jié)點(diǎn)，以平衡系統(tǒng)中的負(fù)載分布，有效規(guī)避了網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn)的出現(xiàn)，避免 系統(tǒng)中瓶頸的出現(xiàn)。
[0083] 具體實(shí)施中，客戶端節(jié)點(diǎn)會(huì)優(yōu)先從與其連接的客戶端節(jié)點(diǎn)中獲取鏡像文件塊，只 有當(dāng)所有與其連接的客戶端節(jié)點(diǎn)中都不包含需要的鏡像文件塊對(duì)應(yīng)的指紋特征時(shí)，客戶端 節(jié)點(diǎn)才會(huì)向鏡像文件服務(wù)器中發(fā)起讀取請(qǐng)求，以獲得所需要的鏡像文件塊，有效將鏡像文 件服務(wù)器的數(shù)據(jù)傳輸負(fù)載轉(zhuǎn)移到客戶端節(jié)點(diǎn)上，平衡了數(shù)據(jù)傳輸?shù)呢?fù)載，避免了網(wǎng)絡(luò)熱點(diǎn) 的出現(xiàn)。
[0084] 實(shí)施中，可以進(jìn)一步將從其他客戶端或數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取的鏡像文件塊存放在緩存 區(qū)中。
[0085] 實(shí)施中，將從其他客戶端或數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取的鏡像文件塊存放在緩存區(qū)中，可以 通過(guò)根據(jù)近期最少使用算法LRU確定緩存區(qū)中的鏡像文件塊。
[0086] 具體實(shí)施中，可以使用LRU算法進(jìn)行緩存管理，加快虛擬機(jī)訪問(wèn)速度。LRU算法，即 最少使用頁(yè)面置換算法，是為虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理服務(wù)的。關(guān)于操作系統(tǒng)的內(nèi)存管理，如何節(jié) 省利用容量不大的內(nèi)存為最多的進(jìn)程提供資源，一直是研究的重要方向。而內(nèi)存的虛擬存 儲(chǔ)管理，是現(xiàn)在較為通用的方式，具體為：在內(nèi)存有限的情況下，擴(kuò)展一部分外存作為虛擬 內(nèi)存，真正的內(nèi)存只存儲(chǔ)當(dāng)前運(yùn)行時(shí)所用得到信息。這無(wú)疑極大地?cái)U(kuò)充了內(nèi)存的功能，極大 地提高了計(jì)算機(jī)的并發(fā)處理能力。虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理，則是將進(jìn)程所需空間劃分為多個(gè)頁(yè) 面，內(nèi)存中只存放當(dāng)前所需頁(yè)面，其余頁(yè)面放入外存的管理方式。
[0087] 虛擬頁(yè)式存儲(chǔ)管理減少了進(jìn)程所需的內(nèi)存空間，卻也帶來(lái)了運(yùn)行時(shí)間變長(zhǎng)這一缺 點(diǎn)：進(jìn)程運(yùn)行過(guò)程中，不可避免地要把在外存中存放的一些信息和內(nèi)存中已有的進(jìn)行交換， 由于外存的低速，這一步驟所花費(fèi)的時(shí)間不可忽略。因而，通過(guò)采取優(yōu)秀的算法以減少讀取 外存的次數(shù)，還可以進(jìn)一步取得更好的效果。
[0088] 實(shí)施中，可以計(jì)算鏡像文件塊的MD5指紋特征；根據(jù)指紋特征確定其他客戶端節(jié) 點(diǎn)中是否存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊，或者，根據(jù)指紋特征確定本客戶端 節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中是否存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊。
[0089] 具體實(shí)施中，在通過(guò)虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)方法獲取一個(gè)應(yīng)用程序或操作系統(tǒng)的鏡 像文件后，運(yùn)行該鏡像文件時(shí)，對(duì)該鏡像文件分塊并進(jìn)行MD5指紋特征計(jì)算，可以包括：
[0090] 將在不同虛擬機(jī)中需進(jìn)行修改的鏡像文件塊存儲(chǔ)在第一級(jí)緩存區(qū)，將最近讀取的 只讀鏡像文件塊存儲(chǔ)在第二級(jí)緩存區(qū)；
[0091] 對(duì)第二級(jí)緩存區(qū)里的鏡像文件塊進(jìn)行MD5指紋特征計(jì)算。
[0092] 具體實(shí)施中，可以在內(nèi)存中維護(hù)兩級(jí)緩存區(qū)，將在不同虛擬機(jī)中需進(jìn)行修改的鏡 像文件塊存儲(chǔ)在第一級(jí)緩存區(qū)，這里，第一級(jí)緩存區(qū)主要緩存各虛擬機(jī)客戶端運(yùn)行鏡像文 件過(guò)程中需要頻繁修改的鏡像文件塊，即，第一級(jí)緩存區(qū)可以命名為私有緩存，在第一級(jí)緩 存區(qū)中的鏡像文件塊不計(jì)算指紋特征。第二級(jí)緩存區(qū)主要保存最近讀取的只讀數(shù)據(jù)塊，對(duì) 第二級(jí)緩存區(qū)中的鏡像文件塊進(jìn)行指紋特征的計(jì)算。即，第一級(jí)緩存區(qū)中的鏡像文件塊只 有被刷入第二級(jí)緩存區(qū)中，才需要計(jì)算指紋特征，采用兩級(jí)緩存可以有效減少鏡像文件塊 的指紋特征計(jì)算量，第一級(jí)緩存中的鏡像文件塊是針對(duì)不同虛擬機(jī)修改的，不能供其他虛 擬機(jī)使用，因此不需要計(jì)算其指紋特征，這樣處理保證了對(duì)于頻繁修改的鏡像文件塊能夠 快速的完成，極大的提升系統(tǒng)的運(yùn)打效率。
[0093] 實(shí)施中，可以根據(jù)LRU算法確定第二緩存區(qū)中的鏡像文件塊。
[0094] 實(shí)施中，根據(jù)指紋特征確定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中是否存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需 的鏡像文件塊，可以包括：向其他客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊 指紋特征集合；指紋特征集合用于供其他客戶端節(jié)點(diǎn)根據(jù)該指紋特征集合確定是否存在本 客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊；或者，根據(jù)指紋特征確定本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中是 否存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊，包括：接收其他客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的該客 戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊指紋特征集合；根據(jù)指紋特征集合確定是否存在該客戶 端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊。
[0095] 具體實(shí)施中，系統(tǒng)中每個(gè)客戶端節(jié)點(diǎn)可以都向元數(shù)據(jù)服務(wù)器節(jié)點(diǎn)尋問(wèn)其他節(jié)點(diǎn)的 位置，并維持與這些客戶端節(jié)點(diǎn)的連接，并且會(huì)周期的向這些客戶端節(jié)點(diǎn)獲取最新的鏡像 文件塊指紋特征集合，保證其維護(hù)客戶端節(jié)點(diǎn)信息足夠準(zhǔn)確。當(dāng)需要獲取具有某個(gè)指紋特 征對(duì)應(yīng)的鏡像文件塊時(shí)，客戶端節(jié)點(diǎn)首先隨機(jī)的選取幾個(gè)其他客戶端節(jié)點(diǎn)，檢測(cè)這些與其 連接的客戶端節(jié)點(diǎn)中是否包含了需要的鏡像文件塊對(duì)應(yīng)的指紋特征，如果找到了需要的鏡 像文件塊對(duì)應(yīng)的指紋特征，則從該客戶端節(jié)點(diǎn)獲取該鏡像文件塊。
[0096] P2P鏡像文件分發(fā)協(xié)議中尋找Peer數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)的算法，如下所示：
[0097]

【權(quán)利要求】
1. 一種虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)方法，其特征在于，包括如下步驟： 將鏡像文件分割成定長(zhǎng)的鏡像文件塊； 對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行存儲(chǔ)。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，定長(zhǎng)的鏡像文件塊大小為4KB的N倍，其中 N為自然數(shù)。
3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，定長(zhǎng)的鏡像文件塊大小為256KB。
4. 如權(quán)利要求1至3任一所述的方法，其特征在于，對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行存儲(chǔ)時(shí)，按照磁 盤(pán)簇邊界對(duì)齊存儲(chǔ)。
5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： 對(duì)存儲(chǔ)的鏡像文件塊進(jìn)行去冗余。
6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： 對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行消息摘要算法第五版MD5指紋特征計(jì)算，確定鏡像文件塊的指紋特 征； 根據(jù)指紋特征對(duì)存儲(chǔ)的鏡像文件塊去幾余； 在存儲(chǔ)鏡像文件塊的同時(shí)存儲(chǔ)其指紋特征。
7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將鏡像文件塊合并為大數(shù)據(jù)塊BLK文件后進(jìn) 行存儲(chǔ)。
8. 如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，包括： 獲取BLK文件的大小、空閑位置以及鏡像文件塊的指紋特征所對(duì)應(yīng)的位置偏移量； 根據(jù)BLK文件的大小、空閑位置以及鏡像文件塊的指紋特征所對(duì)應(yīng)的位置偏移量，存 儲(chǔ)鏡像文件塊。
9. 如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，包括： 采用位圖文件bitmap記錄BLK文件已使用和/或未使用的位置。
10. -種虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)方法，其特征在于，包括如下步驟： 確定歸屬本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)的鏡像文件塊； 基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)P2P協(xié)議與其他客戶端節(jié)點(diǎn)建立連接； 在確定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊時(shí)，從其他客戶 端節(jié)點(diǎn)中獲取所述鏡像文件塊，否則從數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取所需的鏡像文件塊；或者，在確定本 客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的的鏡像文件塊時(shí)，將所述鏡像文件 塊發(fā)送至其他客戶端節(jié)點(diǎn)，其中，所述鏡像文件塊是將虛擬機(jī)鏡像文件按定長(zhǎng)分割后得到 的。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：將從其他客戶端或數(shù)據(jù)服務(wù) 器獲取的鏡像文件塊存放在緩存區(qū)中。
12. 如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，將從其他客戶端或數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取的鏡 像文件塊存放在緩存區(qū)中包括：根據(jù)近期最少使用算法LRU確定緩存區(qū)中的鏡像文件塊。
13. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： 計(jì)算鏡像文件塊的MD5指紋特征； 根據(jù)指紋特征確定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中是否存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件 塊，或者，根據(jù)指紋特征確定本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中是否存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需 的的鏡像文件塊。
14. 如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，根據(jù)指紋特征確定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中是 否存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊，包括：向其他客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送本客戶端節(jié) 點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊指紋特征集合；指紋特征集合用于供其他客戶端節(jié)點(diǎn)根據(jù)該指 紋特征集合確定是否存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊； 或者，根據(jù)指紋特征確定本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中是否存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需 的的鏡像文件塊，包括：接收其他客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的該客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件 塊指紋特征集合；根據(jù)指紋特征集合確定是否存在該客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件 塊。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括：鏡像文件塊指紋特征集合在 傳輸前采用Bloom Filter數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)壓縮處理。
16. 如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括： 以壓縮速度高于網(wǎng)絡(luò)帶寬速度的壓縮算法壓縮所述鏡像文件塊。
17. 如權(quán)利要去16所述的方法，其特征在于，包括： 所述壓縮算法為Google Snappy壓縮算法。
18. -種虛擬機(jī)鏡像文件存儲(chǔ)裝置，其特征在于，包括： 分割單元，用于將鏡像文件分割成定長(zhǎng)的鏡像文件塊； 存儲(chǔ)單元，用于對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行存儲(chǔ)。
19. 如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，分割單元進(jìn)一步用于按4KB的N倍將鏡像 文件分割成定長(zhǎng)的鏡像文件塊，其中N為自然數(shù)。
20. 如權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，分割單元進(jìn)一步用于將鏡像文件分割成 256KB大小的定長(zhǎng)鏡像文件塊。
21. 如權(quán)利要求18至20任一所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)單元進(jìn)一步用于按照磁盤(pán) 簇邊界對(duì)齊的方式存儲(chǔ)鏡像文件塊。
22. 如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)單元進(jìn)一步用于對(duì)存儲(chǔ)的鏡像文件 塊進(jìn)行去冗余。
23. 如權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括： 指紋特征單元，用于對(duì)鏡像文件塊進(jìn)行MD5指紋特征計(jì)算，確定鏡像文件塊的指紋特 征； 存儲(chǔ)單元進(jìn)一步用于根據(jù)指紋特征對(duì)存儲(chǔ)的鏡像文件塊去冗余，并在存儲(chǔ)鏡像文件塊 的同時(shí)存儲(chǔ)其指紋特征。
24. 如權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)單元進(jìn)一步用于將鏡像文件塊合并 為大數(shù)據(jù)塊BLK文件后進(jìn)行存儲(chǔ)。
25. 如權(quán)利要求24所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)單元進(jìn)一步用于根據(jù)BLK文件的大 小、空閑位置以及鏡像文件塊的指紋特征所對(duì)應(yīng)的位置偏移量，存儲(chǔ)鏡像文件塊。
26. 如權(quán)利要求25所述的裝置，其特征在于，存儲(chǔ)單元進(jìn)一步用于采用位圖文件 bitmap記錄BLK文件已使用和/或未使用的位置。
27. -種虛擬機(jī)鏡像文件分發(fā)裝置，其特征在于，包括： 確定單元，用于確定歸屬本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)的鏡像文件塊； 連接單元，用于基于對(duì)等網(wǎng)絡(luò)P2P協(xié)議與其他客戶端節(jié)點(diǎn)建立連接； 分發(fā)單元，用于在確定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊 時(shí)，從其他客戶端節(jié)點(diǎn)中獲取所述鏡像文件塊，否則從數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取所述鏡像文件塊；或 者，在確定本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊時(shí)，將所 述鏡像文件塊發(fā)送至其他客戶端節(jié)點(diǎn)，其中，所述鏡像文件塊是將虛擬機(jī)鏡像文件按定長(zhǎng) 分割后得到的。
28. 如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括：緩存單元，用于將從其他客 戶端或數(shù)據(jù)服務(wù)器獲取的鏡像文件塊存放在緩存區(qū)中。
29. 如權(quán)利要求28所述的裝置，其特征在于，緩存單元，進(jìn)一步用于根據(jù)近期最少使用 算法LRU確定緩存區(qū)中的鏡像文件塊。
30. 如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括： 指紋特征計(jì)算單元，用于計(jì)算所述鏡像文件塊的MD5指紋特征； 分發(fā)單元進(jìn)一步用于根據(jù)指紋特征確定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中是否存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛 擬機(jī)所需的鏡像文件塊，或者，根據(jù)指紋特征確定本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中是否存在其他客 戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的的鏡像文件塊。
31. 如權(quán)利要求30所述的裝置，其特征在于，分發(fā)單元進(jìn)一步用于在根據(jù)指紋特征確 定其他客戶端節(jié)點(diǎn)中是否存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊時(shí)，向其他客戶端節(jié) 點(diǎn)發(fā)送本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊指紋特征集合；指紋特征集合用于供其他客 戶端節(jié)點(diǎn)根據(jù)該指紋特征集合確定是否存在本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊；或 者，在根據(jù)指紋特征確定本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)中是否存在其他客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的的 鏡像文件塊時(shí)，接收其他客戶端節(jié)點(diǎn)發(fā)送的該客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊指紋特 征集合；根據(jù)指紋特征集合確定是否存在該客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊。
32. 如權(quán)利要求31所述的裝置，其特征在于，分發(fā)單元進(jìn)一步用于在向其他客戶端節(jié) 點(diǎn)發(fā)送本客戶端節(jié)點(diǎn)虛擬機(jī)所需的鏡像文件塊指紋特征集合前，對(duì)所述鏡像文件塊指紋特 征集合進(jìn)行Bloom Filter數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)壓縮處理。
33. 如權(quán)利要求27所述的裝置，其特征在于，分發(fā)單元進(jìn)一步用于以壓縮速度高于網(wǎng) 絡(luò)帶寬速度的壓縮算法壓縮所述鏡像文件塊。
34. 如權(quán)利要求33所述的裝置，其特征在于，分發(fā)單元進(jìn)一步用于采用Google Snappy 壓縮算法壓縮所述鏡像文件塊。
【文檔編號(hào)】H04L29/08GK104239575SQ201410524284
【公開(kāi)日】2014年12月24日 申請(qǐng)日期:2014年10月8日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月8日
【發(fā)明者】姜進(jìn)磊, 武永衛(wèi), 楊廣文, 趙勛, 何川 申請(qǐng)人:清華大學(xué)