CN102081552A - 一种物理机到虚拟机的在线迁移方法、装置和*** - Google Patents

一种物理机到虚拟机的在线迁移方法、装置和*** Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种物理机到虚拟机的在线迁移方法、装置及***，该方法包括：在虚拟化平台VMM Host创建、启动及挂起目标虚拟机后，于第二时间点从源物理机初始同步内存页数据到目标虚拟机；从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作；增量同步源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止所述监控；并调用所述虚拟化平台VMM Host将目标虚拟机恢复至运行状态；从而创建一个与源物理机运行状态基本相同的目标虚拟机，进而达到目标虚拟机接着源物理机的状态继续运行，避免了业务中断的问题，实现了从源物理机到目标虚拟机平滑切换业务的效果。

Description

一种物理机到虚拟机的在线迁移方法、装置和***
技术领域
本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种物理机到虚拟机的在线迁移方法、装置和***。
背景技术
随着虚拟化技术的成熟，现在硬件设备性能提高，原有设备损坏或老化，更多用户更愿意利用虚拟化技术把旧设备上的***迁移到新的硬件上，节省维护和耗能成本，减小占用空间。在迁移过程中，就需要使用P2V(PhysicalMachine to Virtual Machine，物理机到虚拟机迁移)工具。
P2V工具，用于把现有物理主机上的***和应用快速、干净地迁移到虚拟主机上去，免除重新安装软件和配置复杂应用程序环境，可缩短部署和应用虚拟化的时间。现在P2V工具包括：
离线P2V工具，即重启源物理主机并用P2V光盘引导来完成迁移，整个迁移过程源物理主机都处于离线状态，其业务也需要中断，这种方案不适于某些不能停顿业务的场合；
在线P2V工具，即在源物理主机处于运行状态下，通过在其上安装代理(Agent)来完成迁移，该过程中源物理主机正常运行，以解决某些不能停止服务的物理机的迁移。现有的在线P2V方案解决了迁移源物理机到目标虚拟机的过程中，源物理机的业务不受影响。但是，发明人在实现本发明的过程中，发现使用现有的在线P2V工具迁移完成后倒换业务到虚拟机仍会带来业务停顿、中断。
发明内容
本发明实施例提供一种物理机到虚拟机的在线迁移方法、装置和***，以实现迁移完成后，虚拟机接替源物理机的状态继续运行，从而实现从源物理机到虚拟机平滑切换业务的目的。
本发明实施例提供如下技术方案：
一种物理机到虚拟机的在线迁移方法，包括如下步骤：
在虚拟化平台VMM Host创建、启动及挂起目标虚拟机后，于第二时间点从源物理机初始同步内存页数据到所述目标虚拟机；
从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作；
增量同步所述源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止所述监控；
调用所述虚拟化平台VMM Host将所述目标虚拟机恢复至运行状态。
以及，一种在线Live-P2V逻辑功能实体，包括：控制模块、内存数据迁移模块和通信模块，其中：
所述控制模块用于调用虚拟化平台VMM Host完成对目标虚拟机的创建、启动及挂起控制，以及响应于所述内存数据迁移模块的停止监控，调用该虚拟化平台恢复所述目标虚拟机运行；
所述通信模块用于提供源物理机到所述目标虚拟机的数据迁移通道；
所述内存数据迁移模块用于在所述目标虚拟机被挂起后，于第二时间点通过该数据迁移通道从所述源物理机初始同步内存页数据到所述目标虚拟机；并从所述第二时间点起监控更新内存页的操作；通过该数据迁移通道增量同步源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止所述监控。
以及，一种迁移***，应用于源物理机到目标虚拟机的在线迁移，该***包括：具有网络连接的源物理机和目标虚拟服务器，其中：
所述源物理机运行有操作***，该操作***之上运行有至少一种业务和在线Live-P2V逻辑功能实体，所述在线Live-P2V逻辑功能实体用于在所述目标虚拟服务器的虚拟化平台VMM Host创建、启动及挂起目标虚拟机后，于第二时间点从源物理机初始同步内存页数据到所述目标虚拟机，并从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作；增量同步源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止所述监控，并调用所述目标虚拟服务器的虚拟化平台恢复所述目标虚拟机运行；
所述目标虚拟服务器部署有所述虚拟化平台，所述虚拟化平台用于创建并启动目标虚拟机，并将目标虚拟机置于挂起状态，及响应所述在线Live-P2V逻辑功能实体的调用将所述目标虚拟机恢复至运行状态。
可见，本发明实施例中，应用于在线迁移源物理机到目标虚拟机的场景，通过内存数据同步和内存页更新监控，将源物理机的内存页数据同步或迁移到目标虚拟机中，这样的话，源物理机所有业务和进程的运行状态及上下文环境保存到目标虚拟机中，换言之，即创建一个与源物理机运行状态基本相同的目标虚拟机，从而达到目标虚拟机接着源物理机的状态继续运行，避免了业务中断的问题，实现了从源物理机到目标虚拟机平滑切换业务的效果。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种迁移***的部署逻辑示意图；
图2为本发明实施例提供的一种迁移***的应用场景示意图；
图3为本发明实施例提供的一种物理机到虚拟机的在线迁移方法的流程示意图；
图4为本发明实施例提供的另一种物理机到虚拟机的在线迁移方法的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的一种物理机到虚拟机的在线迁移方法的交互示意图；
图5a为本发明实施例提供的一种记录被更新数据块的示意图；
图6为本发明实施例提供的一种Live-P2V逻辑功能实体的结构示意图；
图6a为本发明实施例提供的一种Live-P2V逻辑功能实体中的磁盘数据迁移模块604的内部逻辑结构示意图；
图6b为本发明实施例提供的一种Live-P2V逻辑功能实体中的内存数据迁移模块602的内部逻辑结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，为本发明实施例的一种迁移***的部署逻辑示意图，应用于源物理机到目标虚拟机的在线迁移的场景，如图1所示，该***包括：具有网络连接的源物理机100和目标虚拟服务器200，其中：
源物理机100，其运行有操作***OS，该操作***OS之上运行有至少一种业务101和Live-P2V逻辑功能实体102，其中，所述Live-P2V逻辑功能实体102用于在目标虚拟服务器200的虚拟化平台VMM Host创建、启动及挂起目标虚拟机201后，于第二时间点从源物理机100初始同步内存页数据到所述目标虚拟机201；从所述第二时间点起监控更新内存页的操作；增量同步源物理机100中被更新的内存页数据到目标虚拟机201，直到源物理机100内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止所述监控；并调用目标虚拟服务器200的虚拟化平台恢复目标虚拟机201运行；
需要说明的是，本实施例中，源物理机100在迁移时仍然提供服务。这里的更新内存页的操作，包括新增或删除内存页，或者原内存页的数据被修改等情况。
目标虚拟服务器200，部署有虚拟化平台VMM Host，其中，所述虚拟化平台VMM Host用于创建并启动目标虚拟机201，并将目标虚拟机201置于挂起Suspend状态，及响应Live-P2V逻辑功能实体102的调用将目标虚拟机201恢复至运行状态。需要说明的是，该目标虚拟机201宿主于虚拟化平台VMMHost之上，且目标虚拟机201运行有用户操作***1，用户操作***1之上运行有所述业务101。
在一种实现下，本发明实施例中，源物理机100，其运行有操作***OS，操作***OS之上运行有至少一种业务101和Live-P2V逻辑功能实体102，其中，所述Live-P2V逻辑功能实体102进一步用于在第一时间点从源物理机100初始同步磁盘快照数据到目标虚拟机201，并从该第一时间点起监控源物理机磁盘I/O写操作，增量同步源物理机100中被更新的磁盘数据到目标虚拟机201，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值小于第二阈值时停止所述监控；或者，直到所述源物理机磁盘I/O写操作的增量值和内存页被更新的增量值之和小于第三阈值时停止所述监控。
以及，在另一种实现下，在调用目标虚拟服务器200恢复目标虚拟机201运行前，所述Live-P2V逻辑功能实体102进一步用于将源物理机100中所述增量值关联的被更新的内存页数据同步到目标虚拟机201，及将源物理机100中所述增量值关联的被更新的磁盘数据同步到目标虚拟机201。从而通过最后一次同步，达到数据一致的效果。即，本实施例中，源物理机在迁移时是提供服务的，当满足前面的条件后才暂停，同步最后被更新的磁盘数据和内存页数据。
续参阅图2，图2为本发明实施例的一种迁移***的应用场景示意图，源物理机100-1、100-2与目标虚拟服务器200通过以太网交换机300通信连接。应当理解的是，这里的源物理机100-1、100-2与目标虚拟服务器200之间通信桥梁包括但不限于以太网交换机300，还可以是其他网络设备。
在一种较优的实现方式下，源物理机与目标虚拟服务器(VMM Host)处于同一个网络中，属于同一个网段，以保证迁移完成后，目标虚拟机可使用源物理机IP继续运行。
相应的，在再一种实现下，本发明实施例中，源物理机100，其运行有操作***OS，操作***OS之上运行有至少一种业务101和Live-P2V逻辑功能实体102，其中，所述Live-P2V逻辑功能实体102进一步用于绑定源物理机IP地址到目标虚拟机Mac地址，并停止源物理机100。
可见，本发明实施例中，应用于在线迁移源物理机到目标虚拟机的场景，通过内存数据同步和内存页更新监控，将源物理机的内存页数据同步或迁移到目标虚拟机中，这样的话，源物理机所有业务和进程的运行状态及上下文环境保存到目标虚拟机中，换言之，即创建一个与源物理机运行状态基本相同的目标虚拟机，从而达到目标虚拟机接着源物理机的状态继续运行，避免了业务中断的问题，实现了从源物理机到目标虚拟机平滑切换业务的效果。
进一步的，通过在迁移源物理机到目标虚拟机过程中，采用磁盘I/O监控和磁盘脏数据(即更新后的磁盘数据块)同步功能，来同步迁移过程中源物理机修改的磁盘数据到目标虚拟机，从而保证源物理机和目标虚拟机磁盘数据一致，提高了迁移的可靠性。
请参阅图3，为本发明实施例的一种物理机到虚拟机的在线迁移方法，可应用于其运行有操作***OS，操作***OS之上运行有至少一种业务101和Live-P2V逻辑功能实体102的源物理机100，具体是应用于Live-P2V逻辑功能实体102，该方法可以包括如下步骤：
S301、在虚拟化平台VMM Host创建、启动及挂起目标虚拟机后，于第二时间点从源物理机初始同步内存页数据到目标虚拟机；
S302、从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作；
这里的第二时间点可以为在源物理机CPU处于闲(Idle)状态时。
S303、增量同步源物理机中被更新的内存页数据，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止对所述源物理机的监控；
需要说明的是，这里的增量同步可以以预先设置的周期来进行，例如，从第二时间点起每隔1秒，这里的周期可以根据实际的应用场景灵活设置。这里的增量值可以指的是当前周期内监控到的、需要同步的源物理机中被更新的内存页数据的大小。
也可以是，当监控到存在被更新的内存页数据时，就触发增量同步。
这里的第一阈值可以综合考虑网速、可容忍的服务终端时间等因素得到，具体的，可通过“阈值＝网速×可容忍的服务中断时间”计算得到，如某个业务最多能容忍中断1秒，源物理机与目标虚拟服务器通过千兆网卡相连，则阈值＝1000Mb/s×1s＝1000Mb数据，即在一种具体实现方式下，当监控到源物理机内存页被更新的增量值少于1000Mb，则可以执行下一步；
S304、调用所述虚拟化平台VMM Host将目标虚拟机恢复至运行状态。
可见，本发明实施例中，应用于在线迁移源物理机到目标虚拟机的场景，通过内存数据同步和内存页更新监控，将源物理机的内存页数据同步或迁移到目标虚拟机中，这样的话，源物理机所有业务和进程的运行状态及上下文环境保存到目标虚拟机中，换言之，即创建一个与源物理机运行状态基本相同的目标虚拟机，从而达到目标虚拟机接着源物理机的状态继续运行，避免了业务中断的问题，实现了从源物理机到目标虚拟机平滑切换业务的效果。
请参阅图4，为本发明实施例的另一种物理机到虚拟机的在线迁移方法，可应用于其运行有操作***OS，该操作***OS之上运行有至少一种业务101和Live-P2V逻辑功能实体102的源物理机100，具体是应用于Live-P2V逻辑功能实体102，该方法可以包括如下步骤：
S411、于第一时间点从所述源物理机初始同步磁盘快照数据到所述目标虚拟机，并从该第一时间点起监控源物理机磁盘I/O写操作；
其中，从所述第一时间点起监控源物理机磁盘写操作的步骤具体可以包括：在源物理机的***调用处打探针函数，其中，当发生陷入trap内核事件时，所述探针函数被执行并判断是否发生磁盘I/O写操作；
从所述第一时间点起，当所述源物理机发生磁盘I/O写操作时，记录磁盘块更新信息，这里的磁盘块更新信息用于表示被更新的磁盘块(亦可称为脏磁盘块)。
S413、调用虚拟化平台VMM Host创建、启动及挂起目标虚拟机；
S415、于第二时间点从源物理机初始同步内存页数据到目标虚拟机，并从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作；
这里的第二时间点可以为在源物理机CPU处于闲(Idle)状态时。
其中，所述从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作的步骤包括：
设置源物理机的进程空间内存页的页表项的属性为只读；
从所述第二时间点起，当所述页表项指向的内存页被更新时，在触发的异常处理过程中记录内存页更新信息，这里的内存页更新信息用于表示当前被更新的内存页(亦可称为脏内存页)，并接受该更新操作。
S417、增量同步源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止对所述源物理机的监控；
相应的，所述源物理机内存页被更新的增量值为所述内存页更新信息所关联的内存页的大小。
其中，所述增量同步源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机的步骤具体可以包括：根据记录的内存页更新信息，将源物理机中对应的内存页数据同步到目标虚拟机；并在当前同步操作完成后，清除记录的内存页更新信息。
S419、增量同步源物理机中被更新的磁盘数据块到目标虚拟机，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值小于第二阈值时停止所述监控；或者，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值和所述内存页被更新的增量值之和小于第三阈值时停止所述监控。
需要说明的是，这里的增量同步可以以预先设置的周期来进行，例如，从第二时间点起每隔1秒，这里的周期可以根据实际的应用场景灵活设置。
其中，所述增量同步源物理机中被更新的磁盘数据块到目标虚拟机的步骤具体可以包括：根据记录的磁盘块更新信息，将源物理机中对应的磁盘数据块同步到目标虚拟机；并在当前同步操作完成后，清除记录的磁盘块更新信息。相应的，所述源物理机磁盘I/O写操作的增量值为所述磁盘块更新信息所关联的磁盘数据块的大小。
S421、调用所述虚拟化平台VMM Host将目标虚拟机恢复至运行状态。
可见，本发明实施例中，应用于在线迁移源物理机到目标虚拟机的场景，通过内存数据同步和内存页更新监控，将源物理机的内存页数据同步或迁移到目标虚拟机中，这样的话，源物理机所有业务和进程的运行状态及上下文环境保存到目标虚拟机中，换言之，即创建一个与源物理机运行状态基本相同的目标虚拟机，从而达到目标虚拟机接着源物理机的状态继续运行，避免了业务中断的问题，实现了从源物理机到目标虚拟机平滑切换业务的效果。
进一步的，通过在迁移源物理机到目标虚拟机过程中，采用磁盘I/O监控和磁盘脏数据(即更新后的磁盘数据块)同步功能，来同步迁移过程中源物理机修改的磁盘数据到目标虚拟机，从而保证源物理机和目标虚拟机磁盘数据一致，提高了迁移的可靠性。
下面结合具体的应用场景来详细描述本发明实施例的方法：
如图5所示，为本发明实施例的另一种物理机到虚拟机的在线迁移方法的交互示意图，应用于源物理机是基于Linux操作***，VMM Host是基于Xen的虚拟化平台，Live-P2V逻辑功能实体运行在源物理机的Linux操作***之上(即Live-P2V软件被安装到源物理机上)，且源物理机正常运行，源物理机IP地址对外直接提供服务的场景下，如图5所示，该方法包括：
S501、Live-P2V获取源物理机配置信息，将该源物理机配置信息发送到VMM Host作为虚拟机基本配置信息保存；
这里的源物理机配置信息包括硬件和软件信息；具体的，源物理机配置信息包括CPU信息、内存信息、磁盘信息、网卡配置信息等，
内存：cat/proc/meminfo
CPU：cat/proc/cpuinfo
硬盘：df-h-T
网卡：ifconfig
S502、于当前第一时间点，Live-P2V调用源物理机操作***(本实施例中为Linux***)的逻辑卷快照(LVM snapshot)工具对源物理机磁盘和卷作快照，并行执行S503；
S503、从当前第一时间点起，Live-P2V监控源物理机磁盘输入/输出I/O写操作，并记录磁盘块更新信息；这里的磁盘块更新信息用于表示源物理机磁盘中被更新的数据块；
其中，监控源物理机磁盘I/O写操作的过程包括：Live-P2V在源物理机的***调用处打探针函数，当发生陷入(trap)内核事件时，***执行该探针函数，在该探针函数执行过程中判断是否发生磁盘写操作，从所述第一时间点起，当源物理机发生磁盘写操作，记录对应的磁盘块更新信息，可选的，还可以记录对应的磁盘I/O写操作；
在一种具体实现方式下，可以用位表记录被更新的数据块(亦称为脏数据块)，其中，每一位对应一个磁盘块(Block)或内存页，如果当前磁盘块(Block)或内存页被更新，则位表中对应的位置置为1，如果该数据块被更新多次，仅作一次记录；
请参阅图5a为本发明实施例涉及的被更新数据块的记录示意图，如图5a所示，在当前同步操作完成后，清除脏数据块的信息记录。具体的，即位表全部置为0。
S504、Live-P2V将获取的磁盘快照数据按数据块分块发送到VMM Host上，并保存为Xen虚拟机磁盘镜像文件，重新配置Xen虚拟机磁盘镜像文件；并通知VMM Host创建虚拟机；
具体可以是，根据VMM Host虚拟平台类型将磁盘快照数据转为Xen虚拟机磁盘镜像文件并保存；
具体的，根据S501中的虚拟机基本配置信息，重新配置Xen虚拟机磁盘镜像文件具体可以包括：更新Boot引导文件，更换驱动文件，增加虚拟硬件的驱动，修改device文件为虚拟机的设备文件，包括hda、hdb、cdrom，
S505、VMM Host通过虚拟机管理器VM Manager在Xen操作***上创建虚拟机，选择S505中重新配置后的虚拟机磁盘镜像文件作为虚拟机磁盘；
S506、VMM Host通过VM Manager启动该虚拟机，启动完成后将该虚拟机置于挂起(Suspend)状态；
需要说明的是，该虚拟机启动时自动根据新的硬件安装驱动。
S507、Live-P2V于当前第二时间点，将源物理机的内存页数据同步到该虚拟机中，并行执行S508；第二时间点可以为在源物理机CPU处于Idle状态时。
其中，将源物理机的内存页数据同步到该虚拟机中的过程包括：
调用***到内核中的内核态程序读取源物理机的内核空间内存页，以及调用用户态进程读取源物理机上运行的每个进程的进程空间内存页；
并将读取的源物理机的内核空间内存页数据和所有进程空间内存页数据复制到目标虚拟机中。
S508、Live-P2V从当前第二时间点起，监控更新源物理机内存页的操作，并记录内存页更新信息；
其中，监控源物理机内存页修改的过程包括：
设置进程空间内存页的页表项属性为只读；
当所述页表项指向的内存页被更新时，在触发的异常处理过程中记录当前被更新的内存页信息(即内存页更新信息)，并接受该更新操作。
需要说明的是，内核空间内存页在***启动运行后固定不变的，故不必再监控；本发明实施例中主要监控进程空间内存页修改。进程空间内存页会经常被应用程序修改，需要监控并记录；
在一种具体实现方式下，与磁盘写操作记录一样，仍然以位表来记录，如图5a所示，每一位对应一个内存页，当内存页被更新过，在位表中对应的位置1，以此来记录所有被更新的内存页。
S509、Live-P2V循环执行如下步骤：
509a)增量同步被更新的磁盘数据，并行执行509b)；
509b)重新监控并记录磁盘I/O写操作；
509c)增量同步被更新的内存页(可以优选在源物理机CPU处于Idle状态时)，并行执行509d)；
509d)重新监控并记录更新内存页的操作；
直到被更新的增量值(数据量)小于阈值，则退出循环；
需要说明的是，可以对被更新的磁盘I/O数据、内存页被更新数据分别设置阈值，也可对两者之和设置阈值，在一种实现下，设置规则可以是阈值的大小满足在当前网络条件下，传送完该阈值的数据所花的时间小于业务中断或超时的时间，从而以避免或减轻带来业务停顿的问题；
针对增量同步的具体实现，如图5a所示，查找位表中标识为1的位，找到对应的脏数据(即磁盘块Block或内存页)，如果操作类型为修改，则将对应的脏数据拷贝到目标虚拟机替换原来的数据块Block或页面；如果操作类型为增加，则将对应的脏数据拷贝到目标虚拟机；如果操作类型为删除，则直接在目标虚拟机中删除对应的数据块Block或内存页。
在一种实现方式下，可以综合考虑网速、可容忍的服务中断时间等因素来计算得到阈值；阈值可通过“阈值＝网速×可容忍的服务中断时间”计算得到，如某个业务最多只能容忍中断1秒，源物理机与VMM Host通过千兆网卡相连，则阈值＝1000Mb/s×1s＝1000Mb数据，当少于1000Mb数据需要同步时，转到执行下一步；
S510、Live-P2V绑定该虚拟机Mac地址到源物理机的IP地址；
具体的，生成绑定虚拟机Mac地址到源物理机的IP地址的arp数据包，广播arp数据包；即，Live-P2V可以通过arp命令绑定虚拟机Mac地址到源物理机的IP。
S511、VMM Host恢复(Resume)该虚拟机到运行状态；
需要说明的是，这里的Resume是保存了先前运行的状态，现在接着运行，这不同于重启，重启与先前运行的状态无关。
S512、Live-P2V停止源物理机，具体可以通过halt命令停止源物理机。
本实施例中，源物理机在迁移时是提供服务的，只有当满足前面的条件后才暂停，同步最后被更新的磁盘数据和内存页数据。
需要说明的是，S510也可以执行在S512的后面(这时，S509后面紧接着S511，可根据实际情况灵活改变执行顺序。
可见，本发明实施例中，应用于在线迁移源物理机到目标虚拟机的场景，通过内存数据同步和内存页更新监控，将源物理机的内存页数据同步或迁移到目标虚拟机中，这样的话，源物理机所有业务和进程的运行状态及上下文环境保存到目标虚拟机中，换言之，即创建一个与源物理机运行状态基本相同的目标虚拟机，从而达到目标虚拟机接着源物理机的状态继续运行，避免了业务中断的问题，实现了从源物理机到目标虚拟机平滑切换业务的效果。
进一步的，通过在迁移源物理机到目标虚拟机过程中，采用磁盘I/O监控和磁盘脏数据同步功能，来同步迁移过程中源物理机修改的磁盘数据到目标虚拟机，从而保证源物理机和目标虚拟机磁盘数据一致，提高了迁移的可靠性。
进一步的，通过绑定该虚拟机Mac地址到源物理机的IP地址，从而可以保持以前跟源物理机有通信交互的业务可以继续跟目标虚拟机通信。
本发明另一个实施例中，应用于在源物理机的IP地址不对外直接提供服务，而是由另外一个设备来分发任务的场景下，相应的，S510可以被省掉。
请参阅图6，为本发明实施例的一种在线Live-P2V逻辑功能实体的结构示意图，该Live-P2V逻辑功能实体应用于在线迁移源物理机到目标虚拟机的场景，如图6所示，该Live-P2V逻辑功能实体包括：控制模块601、内存数据迁移模块602和通信模块603，其中：
该控制模块601用于调用虚拟化平台VMM Host完成对目标虚拟机的创建、启动及挂起控制，以及响应于内存数据迁移模块602的停止监控，调用该VMM Host恢复目标虚拟机运行；
通信模块603用于提供源物理机到目标虚拟机的数据迁移通道；在一种实现下，数据迁移通道具体可以是socket连接。
内存数据迁移模块602用于在目标虚拟机被挂起后，于第二时间点通过该数据迁移通道从源物理机初始同步内存页数据到所述目标虚拟机；并从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作；通过该数据迁移通道增量同步源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止所述监控。
这里的第二时间点可以优选在源物理机CPU处于闲(Idle)状态时。
在一种实现方式下，本发明实施例进一步包括：
磁盘数据迁移模块604，用于在第一时间点通过该数据迁移通道从源物理机初始同步磁盘快照数据到所述目标虚拟机，并从该第一时间点起监控源物理机磁盘I/O写操作，通过该数据迁移通道增量同步源物理机中被更新的磁盘数据到目标虚拟机，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值小于第二阈值时停止所述监控；或者，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值和内存页被更新的增量值之和小于第三阈值时停止所述监控。
相应的，该控制模块601为第一控制模块，用于调用虚拟化平台VMM Host完成对目标虚拟机的创建、启动及挂起控制，以及响应于内存数据迁移模块602和第一磁盘数据迁移模块604的停止监控，调用该VMM Host恢复目标虚拟机运行。
优选的，本发明实施例中，控制模块601进一步用于绑定源物理机IP地址到目标虚拟机Mac地址，停止源物理机。
可见，本发明实施例中，应用于在线迁移源物理机到目标虚拟机的场景，通过内存数据同步和内存页更新监控，将源物理机的内存页数据同步或迁移到目标虚拟机中，这样的话，源物理机所有业务和进程的运行状态及上下文环境保存到目标虚拟机中，换言之，即创建一个与源物理机运行状态基本相同的目标虚拟机，从而达到目标虚拟机接着源物理机的状态继续运行，避免了业务中断的问题，实现了从源物理机到目标虚拟机平滑切换业务的效果。进一步的，通过在迁移源物理机到目标虚拟机过程中，采用磁盘I/O监控和磁盘脏数据同步功能，来同步迁移过程中源物理机修改的磁盘数据到目标虚拟机，从而保证源物理机和目标虚拟机磁盘数据一致，提高了迁移的可靠性。
进一步的，通过绑定该虚拟机Mac地址到源物理机的IP地址，从而可以保持以前跟源物理机有通信交互的业务可以继续跟目标虚拟机通信。
请参阅图6a，为本发明实施例的Live-P2V逻辑功能实体中的磁盘数据迁移模块604的内部逻辑结构示意图，如图6a所示，该磁盘数据迁移模块604包括：磁盘快照数据迁移单元6041、磁盘I/O监控单元6042和磁盘脏数据同步单元6043，其中：
磁盘快照数据迁移单元6041用于调用源物理机操作***的快照工具于第一时间点对源物理机磁盘作快照，根据VMM Host虚拟平台类型将获取的磁盘快照数据转为对应的虚拟机磁盘镜像文件并通过该数据迁移通道发送到VMM Host；
磁盘I/O监控单元6042用于在***调用处打探针函数，从第一时间点起，当该探针函数被执行时，触发该探针函数判断是否发生磁盘I/O写操作，当有发生写操作，记录磁盘更新信息，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值小于第二阈值时停止所述监控；或者，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值和内存页被更新的增量值之和小于第三阈值时停止所述监控，该磁盘更新信息用于表示对应被更新的数据块Block(亦称为脏数据块)；可选的，还可以记录对应磁盘写操作信息。
其中，所述源物理机磁盘I/O写操作的增量值为所述磁盘块更新信息所关联的磁盘数据块的大小。
磁盘脏数据同步单元6043用于根据记录的磁盘更新信息，将对应的磁盘数据块同步到目标虚拟机；需要说明的是，可以是周期性的拷贝，例如，从起始时间开始，每隔1秒进行一次拷贝操作。
相应的，磁盘I/O监控单元6042进一步用于在当前同步操作完成后，清除脏数据块的信息记录(即磁盘更新信息)。一种具体的实现，即当前同步完成后，将如图5a所示的位表全部置为0。
请参阅图6b，为本发明实施例的Live-P2V逻辑功能实体中的内存数据迁移模块602的内部逻辑结构示意图，如图6b所示，该内存数据迁移模块602包括：内存页数据读取单元6021、内存页修改监控单元6022和内存页迁移单元6023，其中：
内存页数据读取单元6021用于在第二时间点，调用***到源物理机内核中的内核态程序读取***内核空间内存页，以及调用用户态进程读取所有进程空间内存页；
具体的，这里的内核态程序有权限访问Linux内核全局变量swapper_pg_dir获取内核页目录，进而访问到每个内核内存页；这里的用户态进程遍历每个进程的页目录和页表，访问进程地址空间0-3G范围，获取对应的物理页面，迁移到虚拟机。
内存页修改监控单元6022用于从第二时间点起，设置进程空间内存页的页表项的属性为只读，当所述页表项指向的内存页被更新时，在触发的异常处理过程中记录内存页更新信息，该内存页更新信息表示当前被更新的内存页，并接受该更新操作，直到内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止监控。其中，所述源物理机内存页被更新的增量值为所述内存页更新信息所关联的内存页的大小。
需要说明的是，内核空间内存页在***启动运行后固定不变的，故不必再监控；本发明实施例中主要监控进程空间内存页修改。进程空间内存页会经常被应用程序修改，需要监控并记录；在一种具体实现方式下，与磁盘写操作记录一样，仍然以位表来记录，如图5a所示，每一位对应一个内存页，当内存页被更新过，在位表中对应的位置1，以此来记录所有被更新的内存页。
内存页迁移单元6023用于通过该数据迁移通道将内存页数据读取单元6021读取的内存页数据迁移到所述目标虚拟机；并根据记录的内存页更新信息，将源物理机中对应的内存页数据通过该数据迁移通道增量同步到目标虚拟机。
需要说明的是，可以是周期性的同步，例如，从起始时间开始，每隔1秒进行一次拷贝操作。具体实现中，可以查找位表中标识为1的位，将标识为1的位对应的内存页同步到目标虚拟机中；迁移完成后清空位表，所有位置0。
相应的，内存页修改监控单元6022进一步用于在当前增量同步操作完成后，清除脏数据块的信息记录。一种具体的实现，即当前同步完成后，将如图5a所示的位表全部置为0。
综上所述，本发明实施例中，应用于在线迁移源物理机到目标虚拟机的场景，通过内存数据同步和内存页更新监控，将源物理机的内存页数据同步或迁移到目标虚拟机中，这样的话，源物理机所有业务和进程的运行状态及上下文环境保存到目标虚拟机中，换言之，即创建一个与源物理机运行状态基本相同的目标虚拟机，从而达到目标虚拟机接着源物理机的状态继续运行，避免了业务中断的问题，实现了从源物理机到目标虚拟机平滑切换业务的效果。
进一步的，通过在迁移源物理机到目标虚拟机过程中，采用磁盘I/O监控和磁盘脏数据同步功能，来同步迁移过程中源物理机修改的磁盘数据到目标虚拟机，从而保证源物理机和目标虚拟机磁盘数据一致，提高了迁移的可靠性。
进一步的，通过绑定该虚拟机Mac地址到源物理机的IP地址，从而可以保持以前跟源物理机有通信交互的业务可以继续跟目标虚拟机通信。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
以上所述仅为本发明的几个实施例，本领域的技术人员依据申请文件公开的可以对本发明进行各种改动或变型而不脱离本发明的精神和范围。

Claims (12)

1.一种物理机到虚拟机的在线迁移方法，其特征在于，包括：
在虚拟化平台VMM Host创建、启动及挂起目标虚拟机后，于第二时间点从源物理机初始同步内存页数据到所述目标虚拟机；
从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作；
增量同步所述源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止所述监控；
调用所述虚拟化平台VMM Host将所述目标虚拟机恢复至运行状态。
2.如权利要求1所述的在线迁移方法，其特征在于，所述方法进一步包括：
于第一时间点从所述源物理机初始同步磁盘快照数据到所述目标虚拟机；
并从所述第一时间点起监控源物理机磁盘I/O写操作；
增量同步所述源物理机中被更新的磁盘数据块到目标虚拟机，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值小于第二阈值时停止所述监控；或者，直到所述源物理机磁盘I/O写操作的增量值和所述内存页被更新的增量值之和小于第三阈值时停止所述监控。
3.如权利要求1或2所述的在线迁移方法，其特征在于，所述从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作的步骤包括：
设置所述源物理机的进程空间内存页的页表项的属性为只读；
从所述第二时间点起，当所述页表项指向的内存页被更新时，在触发的异常处理过程中记录内存页更新信息并接受该更新操作；其中，所述源物理机内存页被更新的增量值为所述内存页更新信息所关联的内存页的大小。
4.如权利要求2所述的在线迁移方法，其特征在于，所述从所述第一时间点起监控源物理机磁盘I/O写操作的步骤包括：
在源物理机的***调用处打探针函数，其中，当发生陷入trap内核事件时，所述探针函数被执行并判断是否发生磁盘I/O写操作；
从所述第一时间点起，当所述源物理机发生磁盘I/O写操作时，记录磁盘块更新信息；其中，所述源物理机磁盘I/O写操作的增量值为所述磁盘块更新信息所关联的磁盘数据块的大小。
5.如权利要求3所述的在线迁移方法，其特征在于，所述增量同步源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机的步骤包括：根据记录的所述内存页更新信息，将源物理机中对应的内存页数据同步到目标虚拟机；
并在当前同步操作完成后，清除记录的所述内存页更新信息。
6.如权利要求4所述的在线迁移方法，其特征在于，所述增量同步源物理机中被更新的磁盘数据块到目标虚拟机的步骤包括：根据记录的所述磁盘块更新信息，将源物理机中对应的磁盘数据块同步到目标虚拟机；
并在当前同步操作完成后，清除记录的所述磁盘块更新信息。
7.如权利要求1或2所述的在线迁移方法，其特征在于，所述方法进一步包括：绑定源物理机IP地址到目标虚拟机Mac地址，并停止所述源物理机。
8.一种在线Live-P2V逻辑功能实体，其特征在于，包括：控制模块、内存数据迁移模块和通信模块，其中：
所述控制模块用于调用虚拟化平台VMM Host完成对目标虚拟机的创建、启动及挂起控制，以及响应于所述内存数据迁移模块的停止监控，调用该虚拟化平台恢复所述目标虚拟机运行；
所述通信模块用于提供源物理机到所述目标虚拟机的数据迁移通道；
所述内存数据迁移模块用于在所述目标虚拟机被挂起后，于第二时间点通过该数据迁移通道从所述源物理机初始同步内存页数据到所述目标虚拟机；并从所述第二时间点起监控更新内存页的操作；通过该数据迁移通道增量同步源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止所述监控。
9.如权利要求8所述的在线Live-P2V逻辑功能实体，其特征在于，进一步包括：
磁盘数据迁移模块，用于于第一时间点通过该数据迁移通道从源物理机初始同步磁盘快照数据到所述目标虚拟机，并从该第一时间点起监控源物理机磁盘I/O写操作，通过该数据迁移通道增量同步所述源物理机中被更新的磁盘数据到目标虚拟机，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值小于第二阈值时停止所述监控；或者，直到所述源物理机磁盘I/O写操作的增量值和所述内存页被更新的增量值之和小于第三阈值时停止所述监控；
所述控制模块具体用于调用虚拟化平台完成对目标虚拟机的创建、启动及挂起控制，以及响应于所述内存数据迁移模块和所述磁盘数据迁移模块的停止监控，调用所述虚拟化平台恢复所述目标虚拟机运行。
10.如权利要求8或9所述的在线Live-P2V逻辑功能实体，其特征在于，所述控制模块进一步用于绑定源物理机IP地址到目标虚拟机Mac地址，并停止所述源物理机。
11.一种迁移***，其特征在于，应用于源物理机到目标虚拟机的在线迁移，该***包括：具有网络连接的源物理机和目标虚拟服务器，其中：
所述源物理机运行有操作***，该操作***之上运行有至少一种业务和在线Live-P2V逻辑功能实体，所述在线Live-P2V逻辑功能实体用于在所述目标虚拟服务器的虚拟化平台VMM Host创建、启动及挂起目标虚拟机后，于第二时间点从源物理机初始同步内存页数据到所述目标虚拟机，并从所述第二时间点起监控更新所述内存页的操作；增量同步源物理机中被更新的内存页数据到目标虚拟机，直到源物理机内存页被更新的增量值小于第一阈值时停止所述监控，并调用所述目标虚拟服务器的虚拟化平台恢复所述目标虚拟机运行；
所述目标虚拟服务器部署有所述虚拟化平台，所述虚拟化平台用于创建并启动目标虚拟机，并将目标虚拟机置于挂起状态，及响应所述在线Live-P2V逻辑功能实体的调用将所述目标虚拟机恢复至运行状态。
12.如权利要求11所述的迁移***，其特征在于，所述在线Live-P2V逻辑功能实体进一步用于于第一时间点从所述源物理机初始同步磁盘快照数据到所述目标虚拟机，并从该第一时间点起监控所述源物理机磁盘I/O写操作，增量同步所述源物理机中被更新的磁盘数据到目标虚拟机，直到源物理机磁盘I/O写操作的增量值小于第二阈值时停止所述监控；或者，直到所述源物理机磁盘I/O写操作的增量值和内存页被更新的增量值之和小于第三阈值时停止所述监控。
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