[发明专利]一种基于XEN的虚拟机实时迁移技术

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用领域，特别是涉及一种基于XEN的虚拟机动态迁移的方法与实现。 

背景技术

随着计算机和网络技术的不断发展，虚拟化技术应用越来越广泛，如服务整合、资源整合、系统安全和分布式安全等方面。虚拟化技术能为人们带来安全、稳定、高效、便于管理的计算和信息服务环境。XEN是目前流行的一个基于X86平台的虚拟机软件，使用XEN实现的虚拟机具有近似原生系统的高性能，但需要对操作系统内核进行修改。实时迁移是XEN带来的一个重要功能，这种技术对于服务器领域非常有应用价值，可以简单方便的实现服务器的动态负载均衡、在线升级、灾难备份等，在具有自治特性的分布式计算领域，实时迁移也有广阔的应用空间。本发明通过结合源代码深入分析XEN的迁移原理、流程和关键技术。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于XEN的虚拟机实时迁移技术，以增强虚拟机的安全性和高可用性。 

为实现上述发明目的，本发明提供实时迁移的具体实现方法，包括内存迁移、网络设备迁移、存储迁移。 

所述内存迁移，用于：保持VM运行的同时传输内存的映像，在第一轮迭代时会把所有的内存页拷贝到目的机器上，而之后每轮都只拷贝在前一轮拷贝过程中又变脏的那些页。第二个阶段是停机拷贝阶段，这时停止VM的运行并把所有不一致的页以及没有传过的页拷贝过去。 

所述网络设备迁移，用于：把虚拟机的虚拟网卡上的信息从物理主机A迁移到物理主机B。 

本发明还提供，包括：代码整合结构。 

首先，用户通过输入xm migrate命令向VMM发出迁移请求，收到请求之后， 调用XendDomain类的domain_miegate()准备迁移。domain_migrate()先调用XendDomainInfo类testMigrateDevices()通知块设备即将开始迁移。然后调用XendDomainInfo类的checkLiveMigrateMemory()检查内存是否够用，若不够，先释放部分内存，以保证有足够的内存进行迁移。接着，domain_migrate0与日的训算机建立socket连接，请求迁移，当收到日的训算机的响应之后，调用save0函数正式开始迁移。 

迁移分设备的迁移和内存的迁移两部分完成。内存的迁移是通过相关的Python到C的接口调用Libxe中的C程序Xc-save.c，然后继续调用Xc-linux_save()来完成的，这个函数通过预拷贝和停机拷贝完成内存的迁移，在预拷贝阶段，内存页以迭代的方式通过前面建立的socket连接传输给日的计算机，当满足一定条件时，迁移的VM被暂停，进入停机拷贝阶段，设备的迁移也在这时开始。设备的迁移由XendDomainlnfo类的migrateDevices()函数完成，然后回到domain_migrate0继续执行，调用XendDomainlnfo类testDeviceComplete0确认设备是否已经迁移完毕，最后关闭socket连接，迁移结束。 

优选的有，上述方法中，还包括：影子页表与脏页图 

根据Xen的内存迁移原理能够推知，实现预拷贝的关键点在于捕捉并记录脏页，因为后一轮总是拷贝前一轮迭代过程中的修改过的页。r而首先分析Xen是如何捕获到脏负的。脏负的捕捉需要借助影子负表米完成。 

其中，硬什页表由Guest OS负责分酣和管理，这样做可以减少Xen对页表的操作次数，确保了虚拟机之间的安全性和隔离性。影了页表丰要用来实时拷贝Guest OS的页表，由Xen负责维护，。炙际上相当于对原有页表的一个备份。影子页表剥Guestos限制为只读，所以对页表的任何更新都要经过Hypercall传给Xen。定位脏页的 

原理如下： 

●Guest OS的页表均以只读的方式映射到影子页表 

●Guest OS对内存页的修改会触发页错误(Page Fault)，从而陷入到Xen中 

●Xen检查Guest OS的PTE的访问权，如果是可写的，那么影子页表相应PTE也会改为可写权限，并在脏页位图中作出记录。