虚拟机之间的迁移

背景及相关知识
虚拟化技术
•采用软件技术把一台物理主机上的硬件资源虚拟 分割为多个功能相同的计算单位即虚拟机，每个虚 拟机上可同时运行多个独立的操作系统。 •在所有虚拟化原理中虚拟机监控器替代了操作 系统，成为虚拟化系统的核心，承担了资源的调 度，分配和管理，保证多个客户操作系统虚拟机 能够相互隔离的同时进行。 •将运行状态下的操作系统在不同的物理主机之 间移动，实现资源的优化配置。
虚拟机的迁移是通过 Socket 实现的， 源主机和目标主机在建立连接之后，对本机的 CPU、内存、磁盘等资源进行拷贝发送，待全 部迁移完成后，在目标主机上对虚拟机进行恢 复。
S4：循环迭代拷贝内存脏页
S1：虚拟机在源主机上正常运行，Байду номын сангаас源主机向目的主机发送迁移请求， 申请资源
S5：虚拟机在源主机上停止运行， 发送剩余的内存脏页，CPU状 态，I/O状态，ip地址重定向
时进行迁移。虚拟机一边运行一边将自己的内容拷贝
到另一台物理机上，需要等到拷贝的内容非常少的时
候虚拟机停止运行将这少部分内容一次性拷贝，拷贝 完成之后在目的主机上重新激活虚拟机。
虚拟机迁移技术
应用
•
分类
性能指标
迁移时间：虚拟机从源主机迁移开始到在目的
主机完全恢复运行的时间。 • 宕机时间：迁移过程中，源、目的主机上的被
Xen虚拟机迁 移机制
Xen内存状态迁移
对于虚拟机的内存状态，XEN 采用了 Pre-copy机制。迁移开 始之后，被迁移虚拟机在源主机不停止运行，在目的主机上申请运 行虚拟机所需的资源，迁移通过循环迭代拷贝，将源主机虚拟机的 内存数据发送到目的主机。第一轮迭代发送所有内存页数据，接下 来的每一轮循环发送上一轮 Pre-copy 过程中被修改过的页，称为
迁移虚拟机同时不可用时间。 • 迁移对虚拟机上业务性能的影响：迁移过程中
对被迁移虚拟机上运行服务性能的影响程度。
• 迁移过程资源的占用：迁移过程所需的硬件资
源，尤其指网络带宽的使用。
Xen虚拟机体系结构
XEN虚拟机是由英国剑桥大学设计和开发 的，其特点是不借助任何特殊的硬件设备 辅助执行，就可以直接在硬件之上运行，
VMM
虚拟机在 线迁移
背景及相关知识
经典VMM体系结构
虚拟化技术分类
虚拟机迁移技术
应用 •
分类
性能指标
数据中心资源管理：迁移技术对应用部署，硬
件维护，资源备份，资源负载均衡，容灾备份等方面 意义重大，是数据中心资源管理的强大工具。 • 计算环境可移动性：迁移技术使得操作系统及
其上运行的服务成为一个可移动的整体，从用户的角
脏页(Dirty Pages)。迭代过程由以下四个条件来控制：
1.迭代次数达到预设的最大值； 2.迭代中累积的脏页数量达到该虚拟机所拥有最大内存数内存的三倍 以上； 3.本轮发送的脏页数大于上一轮的，并且网络带宽达到预设的最大阈 值； 4.本轮发送的脏页数和本轮跳过不发的脏页数目之和小于最小阈值；
Xen虚拟机在线迁移流程
S2：虚拟机在源主机上正常运行， 目的主机申请资源后确认接收迁 移数据
S6：目的节点恢复虚拟机运行
S3：源主机打开并测试影子列表， 将所有内存也标记为脏状态
S7：目的节点向源节点发送确认信 息，源节点删除虚拟机
度而言移动后的计算环境保持原有的状态和属性。 • 容灾备份：运行用户业务只需要一个虚拟化的
无力计算节点和虚拟机镜像，因此备份虚拟机镜像能 够提高用户和系统的安全性。
虚拟机迁移技术
应用
分类
性能指标
•
静态迁移：被迁移虚拟机在源节点上暂停运行，
将虚拟机所有状态存储在文件中传送到目的主机，最 后在目的主机上回复虚拟机。 • 在线迁移：在保证虚拟机上服务正常运行的同
但是硬件资源不完全由 VMM 管理。
XEN 虚拟机某些输入输出设备分离给特 权虚拟机实现虚拟化。
Xen虚拟机
Xen虚拟机体系结构
Xen虚拟机体系结构图
Xen虚拟机迁移机制
XEN 的迁移机制包含静态迁移和在线迁 移，通过 shell 命令控制两种迁移方法， 其设计目标是一个数据中心内，并且数 据中心使用共享存储设备(例如 NAS 或 SAN)。XEN在线迁移能够以较短的宕机 时间将虚拟机从一台物理主机迁移到另 外一台物理主机上，迁移的内容主要包 括虚拟机的内存状态和 CPU 状态信息。
虚拟机的在线迁移
2014.11
目录
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Contents
Page
背景及相 关知识
虚拟化技 术分类
虚拟机迁 移技术
Xen虚拟机 Xen虚拟机 体系结构 迁移机制
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背景及相关知识
背景
•虚拟化技术具有良好的隔离性，弹性分配和管理资 源，大大提高了资源的利用率。虚拟机在线迁移机制 能够使虚拟机和应用在不同的硬件资源之间移动，使 数据中心的管理机制具有资源共享，资源调度，容灾 备份，动态整合等能力，提高资源利用率和安全性。