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  • 虚拟机迁移原理

    2020-12-13 22:07:28
    好比说,虚拟机中正在运行一个程序,这个程序有源源不断的数据访问,怎么使得在不影响这些访问的情况下把虚拟机迁移到领一台服务器上呢? 尤其是当远程迁移的时候,怎么在虚拟机不崩溃的情况下迁移走所有的状态? ...

    我们常常遇到需要迁移虚拟机的问题,比如需要维护某台设备,会将设备上的一切应用迁移到另一台设备。但是如何将虚拟机进行迁移呢?好比说,虚拟机中正在运行一个程序,这个程序有源源不断的数据访问,怎么使得在不影响这些访问的情况下把虚拟机迁移到领一台服务器上呢?

    尤其是当远程迁移的时候,怎么在虚拟机不崩溃的情况下迁移走所有的状态?

    快照技术

    snapshot(快照)就是将虚拟机的各种状态全部记录下来,存进硬盘里,等待下一次开启虚拟机的时候读取,这些状态包括:

    • vCPU 状态(寄存器等)
    • I/O设备状态
    • 虚拟磁盘状态(利用写时拷贝技术)
    • 所有的内存状态(实现最困难)

    内存迁移

    内存是最难处理的,因为它一直在变化。内存实时读写,导致我们没有办法截取某一时刻对内存进行拷贝。这就形成了两种处理方法:

    pre-copy

    1. 将当前时刻所有的内存状态复制并发送到远程服务器,先不管实时更新的内存状态;
    2. 将新时刻的已改变的内存复制并发送到远程服务器:
      (1).VMM会对所有的页进行写保护,当有数据改变时,标记该页为“赃页”;
      (2).VMM将所有“赃页”拷贝进缓冲区,将缓冲区通过网络发送到远程服务器;
      (3). 由于相关联的内存的局部性,赃页的数目很小,先设为 D t ( M ) D_{t(M)} Dt(M),t为时刻,M为内存大小
      (4).要求发送内存的时间 t i = t ( D t i − 1 ) ≤ t i − 1 t_i = t(D_{t_{i-1}})\leq t_{i-1} ti=t(Dti1)ti1
    3. 重复步骤2,直到 D t i D_{t_{i}} Dti足够小
      (1).决定于可容忍的宕机时间
      (2).迁移10MB的页仅仅需要宕机几毫秒
    4. 如果赃页太多,到达了阈值,停止虚拟机,复制剩余的赃页,vcpu和内存状态
    5. 远程重启虚拟机。

    这样的话,只要宕机时间小于客户端的网络超时时间(通常设置为10s),就可以不丢失访问数据。

    post-copy

    1. 先将vCPU状态复制到远程主机
    2. 虚拟机操作将会导致页错误
    3. 一旦远程主机可以被访问,直接将错误页拷贝到远程主机

    优点:新服务器可以直接启动
    缺点:剩余页将会在原主机保存很久,原主机的虚拟机是停止的,但是内存仍在读取数据。

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  • KVM虚拟机迁移原理分析

    千次阅读 2018-04-11 19:49:40
    KVM虚拟机在不同主机之间的迁移,是个复杂的问题,有非常多的解决方案,但是不同的解决方案都有其优点和缺点,下面来分析下当前几种可用的KVM虚拟机迁移的方案。1. 虚拟机迁移过程中数据的传输(磁盘镜像和内存数据...

    KVM虚拟机在不同主机之间的迁移,是个复杂的问题,有非常多的解决方案,但是不同的解决方案都有其优点和缺点,下面来分析下当前几种可用的KVM虚拟机迁移的方案。
    1. 虚拟机迁移过程中数据的传输(磁盘镜像和内存数据)
      通常有两种常用的数据传输方式:
      -- 基于hypervisor的传输机制,即通过host之间连接来进行数据传输
      -- 基于libvirtd的传输机制,即两个libvirtd进程之间的数据传输
    (1)基于hypervisor的数据传输
           这种传输方式具有最低的overload,因为传输的是裸数据,不支持数据的加密。另外,因为依赖于hypervisor的网络,所以需要对hypervisor networks进行一些特定的配置,比如打开某些端口。
      


    (2)基于libvirtd的数据传输
       这种传输方式支持加密,是通过libvirt内建的RPC协议来进行数据的传输的,但是缺点是除了传输裸数据外,还需要传输一些额外的数据,这对镜像尺寸很大的虚拟机来说是个大问题。优点是由于不依赖与hypervisor network,所以不需要hypervisor对network做过多的配置,仅仅打开某个指定的port即可。


      (2)虚拟机迁移过程中的控制流


      
      带有管理端的直接迁移,这种迁移方式是由一个管理客户端发起,管理客户端完全控制整个迁移流程,所以它必须能够且有权限访问源主机和目的主机上libvirtd的权限,因为外加一个管理客户端,所以不需要源libvirtd和目的libvirtd之间进行直接的交流,只需要按照管理客户端的指示来办事就好了。这种方式的优点是:
       If the client application crashes, or otherwise loses its connection to libvirtd during the migration process, an attempt will be made to abort the migration and restart the guest CPUs on the source host. There may be scenarios where this cannot be safely done, in which cases the guest will be left paused on one or both of the hosts


     带有管理端的点对点的迁移,这种迁移方式下,管理客户端至于源libvirtd交互,然后源libvirtd完全控制整个迁移过程。优点是,即使管理客户端挂掉了,迁移还是能正常完成的。

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  • KVM虚拟机迁移原理分析.pdf
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    1. 计算vMotion 的应用场景

      1). 计划内停机维护
      2). 提高资源的利用率

    2. 计算vMotion 需求:

      1).共享存储

    vMotion需要解决的核心问题就是:将VMs的内存从源ESXi Host不断电的情况下无中断拷贝到目标ESXi Host.

     

    3. 计算vMotion 的迁移原理 

    第1步:根据右图所示,虚拟机A为生产环境重要的服务器,不能出现中断的情况。此时我们需要对虚拟机A运行的ESXi主机进行维护操作,需要在不关机的情况下将其迁移到ESXi02主机。

     

    第2步:激活vMotion迁移操作后,会在ESXi02主机上产生与ESXi01主机一样配置的虚拟机,此时ESXi01主机会创建内存位图,在进行vMotion的操作的时间,所有对虚拟机的操作都会记录在内存位图中。


    第3步:开始克隆ESXi01主机虚拟机A的内存到ESXi02上。


    第4步:内存克隆完成后,由于在克隆的这段时间,虚拟机A的状态已经发生变化,所以,ESXi主机的内存位图也需要克隆到ESXi02主机,此时会出现短暂的停止时间,但由于内存位图克隆的时间非常短,用户几乎感觉不到停止的情况。


    第5步:内存位图完全克隆完成后,ESXi02主机会根据内存位图激活虚拟机A。


    第6步:此时系统会对网卡MAC地址重新对应,将ESXi01所代表的MAC地址换成ESXi02的MAC地址,目的是将报文重新定位到ESXi02主机上的虚拟机A。(注意,这里所说的MAC地址是ESXi主机的地址,而不是被迁移的虚拟机地址,虚拟机地址是不会发生变化的)


    第7步:当MAC地址重新对应成功后,ESXi01主机上的虚拟机A会被删除,将内存释放出来,vMotion操作完成。

    转载于:https://www.cnblogs.com/reachos/p/11218489.html

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  • VMware VMotion迁移原理

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  • 虚拟机迁移技术漫谈(转)

    万次阅读 2015-01-13 15:11:00
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    千次阅读 2016-12-28 21:27:57
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  • 引用文章: 转载的文章之虚拟机动态迁移
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空空如也

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