[发明专利]一种基于云平台的虚拟机磁盘增量快照方法

摘要

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。

主权项

一种基于云平台的虚拟机磁盘增量快照方法，其特征在于，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)增量快照的制作在上传快照时不经过base与disk的合并过程，直接将base的增量上传到glance服务；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；虚拟机的镜像始终保持在三层叠加之内；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；第n(n>1)次制作快照时，虚拟机的磁盘增量包含disk_base和disk，其中，disk_base的backing file为base，disk的backing file为disk_base，disk即为对base的最新修改；先将disk文件作为快照数据上传到glance服务，然后用qemu‑img工具将disk数据commit到disk_base中，此时对虚拟机base的所有修改被完整保存到disk_base中，接着删除disk，并以disk_base为backing file新建空白增量文件disk，虚拟机镜像文件恢复三层结构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；(2)增量快照的存储管理在glance服务中，虚拟机的快照以树的逻辑结构进行存储管理，称为快照关系树；同时在数据库中添加一张虚拟机最新快照登记表，或者在instance表中添加一个最新快照id字段latest_snap_id，用于登记某台虚拟机最近一次快照的id，即glance服务上该快照的文件名；同时在数据库中添加一张增量依赖信息表，或者在image表中添加child_snap_id字段，用于登记以某个镜像为backing file的增量文件；当虚拟机A从某个镜像base创建完成时，更新虚拟机最新快照登记表中虚拟机A的latest_snap_id字段为该镜像base的id；当虚拟机A的第一个快照增量snapA‑1上传至glance服务后，用qemu‑img工具将snapA‑1增量rebase到镜像base上，并更新虚拟机最新快照登记表中虚拟机A的latest_snap_id字段为snapA‑1的id，虚拟机A每次制作的快照上传至glance服务后均依据虚拟机最新快照登记表所记录的上一次快照id进行rebase，并更新登记表信息，保证虚拟机A所有的增量快照在逻辑上形成链表结构，链表头为base；多台虚拟机的增量快照构成一棵快照关系树；当要求删除快照snapA‑j时，先依据增量依赖信息表计算以snapA‑j为根节点的子树，然后检查该子树末端是否带有活跃的虚拟机，如果没有，则提示用户子树中的快照将一并删除；如果末端还有活跃的虚拟机，则禁止删除该快照，或者提示用户这些活跃的虚拟机也将被删除，用户同意删除后，先将末端的虚拟机删除，再提示用户子树中的快照将一并删除；(3)使用快照创建虚拟机当选择从快照snapA‑k创建虚拟机时，首先使用qemu‑img工具对该增量快照执行convert操作，convert操作会向前追溯整个增量快照链并合并出完整快照文件；该完整快照文件被下载至计算节点，并作为base用于创建新的虚拟机。