一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法技术

本发明专利技术提供一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法，能够缩短云环境下连续性服务或灾难恢复时等待大量虚拟机迁移的时间，也为后续依赖此虚拟机混合迁移方法的虚拟机整合奠定基础。其包括如下步骤，步骤1，将迁移前后的虚拟机与其宿主机的映射变化分别抽象为迁移前后矩阵，其中矩阵中的每个元素代表虚拟机与其宿主机的映射关系；步骤2，对迁移前后矩阵逐行比较，找出两宿主机上在迁移前后仅对调位置的虚拟机，将这两个对调迁移过程判定为无用迁移，并将其剔除后剩余有用迁移；步骤3，根据混合迁移算法将有用迁移生成串行与并行迁移队列；步骤4，根据生成的串行与并行迁移队列输出串行与并行迁移批次及最早迁移时间，用于后续虚拟机的整合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及虚拟机在线迁移方法，具体涉及一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法。
技术介绍
在线迁移技术作为虚拟化技术的一部分，能够在服务器或者数据中心异常时，实现工作负载的自动转移。在虚拟机维护期间可以将负载迁移至空闲虚拟机，保证业务不间断，除此之外，虚拟机在线迁移技术还可用于灾难恢复来实现容灾。目前虚拟机在线迁移技术大多采用主流的预拷贝策略，迁移时循环地将源主机上虚拟机的内存数据发送至目的主机的虚拟机。循环第一轮发送所有内存页数据，接下来的每一轮循环发送上一轮预拷贝过程中被虚拟机VM写过的脏页。直至达到有限循环上限w，预拷贝循环结束，进入停机拷贝阶段，源主机被挂起，不再有内存更新，最后一轮循环中的脏页被传输至目的主机的虚拟机VM。迁移代价为虚拟机迁移过程中迁移时延和宕机时间的总和，主要受待转移的内存大小影响。现有的研究大多选用单一串行或并行迁移进行研究。虚拟机在线迁移技术的迁移代价以总迁移时间来衡量。在单一串行迁移过程中，长时间的虚拟机在线迁移过程，和高脏页率使得每次循环转移的内存增加，从而总迁移时间加长。而单一并行迁移过程，众多VM之间并行迁移，会因竞争网络带宽而导致总的内存转移时间拖长，从而使得总迁移时间加长。因此，要降低总迁移代价需要缩短内存转移时间。由于脏页率由VM上运行的服务决定，故而提供充足的网络带宽可以有效避免并行迁移的VM之间，因竞争网络带宽而增加内存转移时间的情况。如今全双工网络已能够支持跨汇聚层的两个迁移过程同时双向进行，因此串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法更能满足降低迁移代价的需求。
技术实现思路
针对现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法，能够缩短云环境下连续性服务或灾难恢复时等待大量虚拟机迁移的时间，也为后续依赖此虚拟机混合迁移方法的虚拟机整合奠定基础。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法，包括如下步骤，步骤1，将迁移前后的虚拟机与其宿主机的映射变化分别抽象为迁移前后矩阵，其中矩阵中的每个元素代表虚拟机与其宿主机的映射关系；步骤2，对迁移前后矩阵逐行比较，找出两宿主机上在迁移前后仅对调位置的虚拟机，将这两个对调迁移过程判定为无用迁移，并将其剔除后剩余有用迁移；步骤3，根据混合迁移算法将有用迁移生成串行与并行迁移队列；步骤4，根据生成的串行与并行迁移队列输出串行与并行迁移批次及最早迁移时间，用于后续虚拟机的整合。优选的，步骤1中，还包括生成虚拟机迁移前后源主机和目的主机位置集合的步骤。进一步，步骤2中，通过查找源主机和目的主机位置集合，找出迁移前后仅交换了源主机和目的主机位置的元素，该元素对应的虚拟机即两宿主机上在迁移前后仅对调位置的虚拟机。优选的，步骤3包括如下步骤，3.1初始化迁移参数并记录虚拟机分配的内存；3.2若迁移前后源主机和目的主机连接同一接入层交换机，则该迁移过程可与其他迁移过程并行；利用混合迁移算法标记能够并行迁移的虚拟机批次序号，得到并行迁移队列；3.3若迁移前后源主机和目的主机连接不同接入层交换机，那么该迁移过程将需要独占连接至汇聚层交换机的链路，因此独占该链路的迁移均需要排队等待，利用混合迁移算法标记需要顺序迁移的虚拟机批次序号，得到串行迁移队列；不需占用该链路的迁移能够与此次迁移并行，纳入同一并行迁移批次。优选的，步骤4中，每个并行迁移队列中最后结束迁移的时间为该批次总迁移时间，也是下一并行迁移批次的最早开始时间；经过混合迁移算法的标记生成串行迁移队列，以及能够与串行迁移队列中的每个迁移过程并行进行的并行迁移队列；分别统计串行迁移批次和各个并行迁移队列，输出各并行迁移中最大迁移内存和最早迁移时间，并生成MIGR统计表；用于后续虚拟机的整合。优选的，步骤1具体的包括如下步骤，1.1构造迁移前后虚拟机相对于其宿主机的映射矩阵；在虚拟机混合迁移的场景中，将迁移前虚拟机与其宿主机映射关系抽象为矩阵Pm,n，迁移后虚拟机与其宿主机的映射关系抽象为矩阵Pm,n矩阵中每一个元素χij代表迁移前第i台虚拟机VMi是否放置在第j台宿主机HMj上，是为1，否为0；矩阵中每一个元素χ′ij代表迁移后第i台虚拟机VM′i是否放置在第j台宿主机HM′j上，是为1，否为0；得到的矩阵如下所示，Pm,n=χ1,1χ1,2...χ1,nχ2,1χ2,2...χ2,n......χi,j...χm,1χm,2...χm,nP*m,n=χ1,1′χ1,2′...χ1,n′χ2,1′χ2,2′...χ2,n′......χi,j...χm,1′χm,2′...χm,n′;]]>1.2生成虚拟机迁移前后源主机和目的主机集合；对迁移前矩阵Pm,n和迁移后矩阵逐行统计每个虚拟机迁移前后的宿主机编号生成迁移前后源、目的主机位置集合如下，{<HM1source,HM1destination>,<HM2source,HM2destination>,...,<HMmsource,HMmdestination>本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法，其特征在于，包括如下步骤，步骤1，将迁移前后的虚拟机与其宿主机的映射变化分别抽象为迁移前后矩阵，其中矩阵中的每个元素代表虚拟机与其宿主机的映射关系；步骤2，对迁移前后矩阵逐行比较，找出两宿主机上在迁移前后仅对调位置的虚拟机，将这两个对调迁移过程判定为无用迁移，并将其剔除后剩余有用迁移；步骤3，根据混合迁移算法将有用迁移生成串行与并行迁移队列；步骤4，根据生成的串行与并行迁移队列输出串行与并行迁移批次及最早迁移时间，用于后续虚拟机的整合。

【技术特征摘要】
1.一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法，其特征在于，包括如下步骤，
步骤1，将迁移前后的虚拟机与其宿主机的映射变化分别抽象为迁移前后矩阵，其中矩
阵中的每个元素代表虚拟机与其宿主机的映射关系；
步骤2，对迁移前后矩阵逐行比较，找出两宿主机上在迁移前后仅对调位置的虚拟机，
将这两个对调迁移过程判定为无用迁移，并将其剔除后剩余有用迁移；
步骤3，根据混合迁移算法将有用迁移生成串行与并行迁移队列；
步骤4，根据生成的串行与并行迁移队列输出串行与并行迁移批次及最早迁移时间，用
于后续虚拟机的整合。
2.根据权利要求1所述的一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法，其特征在于，
步骤1中，还包括生成虚拟机迁移前后源主机和目的主机位置集合的步骤。
3.根据权利要求2所述的一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法，其特征在于，
步骤2中，通过查找源主机和目的主机位置集合，找出迁移前后仅交换了源主机和目的主机
位置的元素，该元素对应的虚拟机即两宿主机上在迁移前后仅对调位置的虚拟机。
4.根据权利要求1所述的一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法，其特征在于，
步骤3包括如下步骤，
3.1初始化迁移参数并记录虚拟机分配的内存；
3.2若迁移前后源主机和目的主机连接同一接入层交换机，则该迁移过程可与其他迁
移过程并行；利用混合迁移算法标记能够并行迁移的虚拟机批次序号，得到并行迁移队列；
3.3若迁移前后源主机和目的主机连接不同接入层交换机，那么该迁移过程将需要独
占连接至汇聚层交换机的链路，因此独占该链路的迁移均需要排队等待，利用混合迁移算
法标记需要顺序迁移的虚拟机批次序号，得到串行迁移队列；不需占用该链路的迁移能够
与此次迁移并行，纳入同一并行迁移批次。
5.根据权利要求1所述的一种串行与并行相结合的虚拟机在线迁移方法，其特征在于，
步骤4中，每个并行迁移队列中最后结束迁移的时间为该批次总迁移时间，也是下一并行迁
移批次...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑庆华，李睿，钟阿敏，董博，阮建飞，周旭律，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61