虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)保存快照的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種保存快照的方法，具體地，涉及一種虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)保存快照的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]如今，云計(jì)算技術(shù)越來(lái)越廣泛的得到使用，正在很多領(lǐng)域逐漸取代傳統(tǒng)的IT服務(wù)模式，為IT行業(yè)的市場(chǎng)帶來(lái)巨大的變革，也為IT技術(shù)的創(chuàng)新開辟了新的方向；虛擬化是構(gòu)建云基礎(chǔ)架構(gòu)不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一，對(duì)比傳統(tǒng)的物理資源，虛擬化技術(shù)在資源的有效利用、動(dòng)態(tài)調(diào)配和高可靠性方面有著巨大的優(yōu)勢(shì)；QEMU-KVM虛擬化(簡(jiǎn)稱KVM)作為一種新興的開源虛擬化軟件，因其虛擬化效率高、與Linux內(nèi)核完美集成、操作配置簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，與老牌的虛擬化軟件如VMWARE、Xen等一起，并列為現(xiàn)今主流的虛擬化技術(shù)，并有逐步取代的趨勢(shì)；但是KVM虛擬化因其發(fā)展時(shí)間較短，在基本功能上仍有一些欠缺之處，比如:對(duì)于正在運(yùn)行的虛擬機(jī)，無(wú)法動(dòng)態(tài)的、集成的備份其內(nèi)存與磁盤的內(nèi)容(虛擬化快照技術(shù))，一種傳統(tǒng)方法快照過(guò)程中會(huì)主動(dòng)掛起虛擬機(jī)服務(wù)，快照保存流程完成后再恢復(fù)虛擬機(jī)服務(wù)。另一種傳統(tǒng)方法只能動(dòng)態(tài)保存虛擬機(jī)磁盤范圍的內(nèi)容，所以在做快照恢復(fù)操作時(shí)無(wú)法還原到虛擬機(jī)快照時(shí)間點(diǎn)的運(yùn)行中狀態(tài)；所以，在使用快照或快照恢復(fù)功能時(shí)，都會(huì)在很大程度上影響云平臺(tái)的服務(wù)質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)保存快照的方法，其在不影響虛擬機(jī)內(nèi)應(yīng)用服務(wù)的前提下完成虛擬機(jī)快照操作，并能在需要時(shí)根據(jù)快照保存的檔案完全恢復(fù)虛擬機(jī)磁盤與內(nèi)存的當(dāng)時(shí)狀態(tài)。
[0004]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)保存快照的方法，其特征在于，所述虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)保存快照的方法包括以下步驟:
[0005]步驟一，使用一特定結(jié)構(gòu)初始化文件，該文件在后續(xù)步驟用于分段保存虛擬機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)與內(nèi)存數(shù)據(jù)，此步驟需要初始化該文件的標(biāo)準(zhǔn)I/o流對(duì)象，并注冊(cè)基礎(chǔ)讀寫操作集；
[0006]步驟二，創(chuàng)建一塊新的虛擬磁盤文件，在虛擬機(jī)主進(jìn)程中注冊(cè)其結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并將其置于虛擬磁盤鏈表的末端；
[0007]步驟三，遍歷該虛擬機(jī)中掛載的所有虛擬設(shè)備，使用不同虛擬設(shè)備注冊(cè)的特定方法保存全量的虛擬設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)與客戶機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)至步驟一創(chuàng)建的文件中；在數(shù)據(jù)寫入的開始、循環(huán)迭代及結(jié)束過(guò)程中均使用魔數(shù)分割數(shù)據(jù)片段，用于讀取時(shí)識(shí)別分段恢復(fù)；
[0008]步驟四，循環(huán)迭代的保存虛擬設(shè)備狀態(tài)與虛擬機(jī)內(nèi)存中變化的部分至指定的文件，并統(tǒng)計(jì)每次保存數(shù)據(jù)量與保存消耗時(shí)間；
[0009]步驟五，每次循環(huán)迭代開始，首先統(tǒng)計(jì)所有待決的臟數(shù)據(jù)量，跳出迭代后即加鎖虛擬機(jī)1線程，停止虛擬CPU線程，使動(dòng)態(tài)的數(shù)據(jù)不再變化，安全完成最后一部分保存動(dòng)作，完成虛擬機(jī)內(nèi)存與虛擬設(shè)備數(shù)據(jù)的保存后，馬上切換虛擬磁盤指針至新的虛擬磁盤，使后續(xù)的I/o流向新磁盤設(shè)備，而之前的磁盤設(shè)備移動(dòng)為磁盤鏈表的倒數(shù)第二項(xiàng)，同時(shí)作為磁盤快照節(jié)點(diǎn)，在需要恢復(fù)快照時(shí)，直接使用該節(jié)點(diǎn)生成虛擬機(jī)即可；
[0010]步驟六，解鎖虛擬機(jī)1線程，并恢復(fù)虛擬CPU線程，至此虛擬機(jī)恢復(fù)運(yùn)行態(tài)。
[0011]優(yōu)選地，所述虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)保存快照的方法涉及的數(shù)據(jù)對(duì)象分為三個(gè)部分:虛擬設(shè)備狀態(tài)、虛擬機(jī)內(nèi)存和虛擬機(jī)磁盤。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟三的魔數(shù)分割數(shù)據(jù)片段包括以下步驟:將數(shù)據(jù)保存到文件的步驟分為預(yù)備、迭代和結(jié)尾三部分，文件前兩字節(jié)依次保存快照動(dòng)作整體魔數(shù)和快照版本信息，接下來(lái)排列預(yù)備段信息，依次寫入預(yù)備段開始魔數(shù)、單個(gè)設(shè)備預(yù)備快照控制信息、單個(gè)設(shè)備預(yù)備快照數(shù)據(jù)信息；完成預(yù)備段數(shù)據(jù)后，循環(huán)的寫入迭代段開始魔數(shù)、單個(gè)設(shè)備迭代快照控制信息、單個(gè)設(shè)備迭代快照數(shù)據(jù)信息；最后寫入完成段開始魔數(shù)、單個(gè)設(shè)備完成快照控制信息、單個(gè)設(shè)備完成快照數(shù)據(jù)信息。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果:本發(fā)明在于保存虛擬機(jī)快照時(shí)，虛擬機(jī)內(nèi)運(yùn)行的應(yīng)用業(yè)務(wù)無(wú)感知、不會(huì)被終止其服務(wù)，從而同時(shí)滿足了虛擬化技術(shù)中數(shù)據(jù)安全與服務(wù)連貫性的需求。
【附圖說(shuō)明】
[0014]通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯:
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施虛擬磁盤鏈表的示意圖。
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施虛擬磁盤鏈表增加一個(gè)磁盤后的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0018]本發(fā)明將虛擬機(jī)涉及的數(shù)據(jù)對(duì)象分為三個(gè)部分——虛擬設(shè)備狀態(tài)(例如虛擬CPU寄存器內(nèi)容、驅(qū)動(dòng)后端緩沖區(qū)數(shù)據(jù))、虛擬機(jī)內(nèi)存和虛擬機(jī)磁盤(以下簡(jiǎn)稱為“磁盤”)，動(dòng)態(tài)保存快照就是在這三類數(shù)據(jù)不斷變化的過(guò)程中，在保障數(shù)據(jù)一致的前提下將數(shù)據(jù)保存為檔案，并能在快照恢復(fù)時(shí)讀取檔案還原數(shù)據(jù)，構(gòu)造虛擬機(jī)運(yùn)行場(chǎng)景；所以，動(dòng)態(tài)虛擬機(jī)快照在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中有兩個(gè)技術(shù)要點(diǎn):第一、快照點(diǎn)保存的虛擬設(shè)備狀態(tài)、內(nèi)存數(shù)據(jù)及虛擬機(jī)磁盤數(shù)據(jù)必須確保協(xié)調(diào)一致；第二、保存快照時(shí)虛機(jī)運(yùn)行態(tài)的必須停機(jī)時(shí)間需要盡量短暫，以不影響虛擬機(jī)內(nèi)應(yīng)用服務(wù)為準(zhǔn)。
[0019]本發(fā)明虛擬機(jī)動(dòng)態(tài)保存快照的方法包括以下步驟:
[0020]步驟一，使用一特定結(jié)構(gòu)初始化文件，該文件在后續(xù)步驟用于分段保存虛擬機(jī)狀態(tài)數(shù)據(jù)與內(nèi)存數(shù)據(jù)，此步驟需要初始化該文件的標(biāo)準(zhǔn)I/o流對(duì)象，并注冊(cè)基礎(chǔ)讀寫操作集；虛擬機(jī)磁盤格式應(yīng)使用QCOW2 (Copy On Write)磁盤格式，用以之后的步驟使用磁盤鏈表完成磁盤部分的快照，如圖1所示，虛擬磁盤鏈表采用虛擬機(jī)、磁盤A、磁盤B ；
[0021]步驟二，創(chuàng)建一塊新的虛擬磁盤文件，在虛擬機(jī)主進(jìn)程中注冊(cè)其結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，并將其置于虛擬磁盤鏈表的末端，即將此磁盤數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中的磁盤鏈表前項(xiàng)指針指向目前虛擬機(jī)使用的磁盤文件結(jié)構(gòu)；如圖2所示，在圖1的基礎(chǔ)上新增了一個(gè)磁盤C ;
[0022]步驟三，遍歷該虛擬機(jī)中掛載的所有虛擬設(shè)備(包括虛擬CPU，虛擬內(nèi)存，虛擬PCI設(shè)備等)，使用不同虛擬設(shè)備注冊(cè)的特定方法保存全量的虛擬設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)與客戶機(jī)內(nèi)存數(shù)據(jù)至步驟一創(chuàng)建的文件中；在數(shù)據(jù)寫入的開始、循環(huán)迭代及結(jié)束過(guò)程中均使用魔數(shù)分割數(shù)據(jù)片段，用于讀取時(shí)識(shí)