[发明专利]一种基于云平台的虚拟机磁盘增量快照方法

说明书

本发明公开了一种基于云平台的虚拟机磁盘增量快照方法，包括三部分：增量快照的制作、增量快照的存储管理和使用快照创建虚拟机；在增量快照的制作过程中，在上传快照时不经过base与disk的合并过程，而是直接将base的增量上传到glance服务；在glance服务中，虚拟机的快照以树的逻辑结构进行存储管理；当选择从某快照创建虚拟机时，对该增量快照执行convert操作，向前追溯整个增量快照链并合并出完整快照文件。本发明每次对虚拟机制作快照时不会进行合并这一步，仅提取最新一次的增量数据作为快照上传。从合并数据和上传数据两个阶段都节省了时间开销，提高了快照效率；快照在glance服务上以增量文件形式存储，大大节省了空间占用，减少了冗余数据。

技术领域

本发明涉及云计算领域，尤其涉及对openstack项目中虚拟机磁盘快照制作、存储、使用的优化。

背景技术

openstack云平台在虚拟机管理上设有快照功能，快照用于保存虚拟机在某一时刻的系统状态，以后可以恢复到这个状态点。

对于openstack项目而言，虚拟机的磁盘镜像是以qcow2文件格式存储在计算节点上的。虚拟机的磁盘镜像是支持叠加的，实际上是以base+disk的形式组成。其中disk文件是以qcow2格式保存在虚拟机UUID命名的文件夹下，其backing file为raw格式的base镜像，保存在与虚拟机文件夹同级的_base文件夹中，disk只保存对base的修改。快照管理服务(glance)运行在控制节点上。制作快照的过程是将该虚拟机的disk与base合并后上传到glance服务。一方面，合并过程需要耗费一定时间，合并之后文件经网络传输到glance又将耗费一定时间；另一方面，合并之后的快照重复地包含了glance已经保存的base镜像内容，存在空间的浪费。

发明内容

本发明的目的在于针对openstack项目中磁盘全量快照方案的时间耗费和空间占用问题，提出一种时间上更快捷，空间上更高效的磁盘增量快照方法，通过仅仅制作、传输和保存增量形式的磁盘快照，显著缩小磁盘快照操作的时间和空间消耗。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于云平台的虚拟机磁盘增量快照方法，包括三部分：增量快照的制作、增量快照的存储管理和使用快照创建虚拟机；

(1)增量快照的制作

该部分的核心思想是，在上传快照时不经过base与disk的合并过程，而是直接将base的增量(新的修改部分)上传到glance服务；为了保存两次快照间的修改数据，将虚拟机磁盘增量分为两部分，分别为disk_base和disk，disk_base用于保存最近一次快照以前对虚拟机base的所有修改，disk保存最近一次快照以后对虚拟机base的修改；因此虚拟机的镜像始终保持在三层叠加之内；

在对某台虚拟机第一次制作快照和第n(n1)次制作快照时，base、disk_base和disk的变化具有差异；

第一次制作快照时，虚拟机的磁盘文件只包含disk，其backing file为base，保存了虚拟机创建以来对base的修改；先将disk文件作为快照数据上传到glance服务，然后将disk文件重命名为disk_base，并以disk_base为backing file创建qcow2格式的空白增量文件disk，此时，虚拟机的镜像文件变为三层结构，自顶向下依次为disk→disk_base→base，之后对base的最新修改将被保存到顶层的disk文件中；