基于快照的虛擬磁盤鏡像檢查點系統(tǒng).pdf

1、虛擬化技術(shù)的發(fā)展使得在虛擬機級別實現(xiàn)檢查點/重啟從而為虛擬機提供容錯支持成為可能。通過建立單虛擬機檢查點系統(tǒng)提高虛擬機可靠性,減少運算損失,為構(gòu)造其他容錯軟件,和建立整個集群環(huán)境并行檢查點系統(tǒng)提供了基礎。一個單虛擬機全系統(tǒng)的完整檢查點狀態(tài)應包括VCPU寄存器信息,內(nèi)存信息,磁盤信息等,然而,在當前Xen內(nèi)置檢查點機制中,并未涉及磁盤狀態(tài)的備份。為保證虛擬機持久狀態(tài)與瞬時狀態(tài)的一致性,虛擬機的磁盤狀態(tài)信息也應該做備份。
　　虛擬鏡像

2、檢查點系統(tǒng)提供了一種可與Xen內(nèi)置檢查點結(jié)合的方案來共同保存完整虛擬機狀態(tài)。虛擬磁盤鏡像檢查點采用磁盤快照的方式實現(xiàn)。它通過更新引用計數(shù)和保存磁盤的一級表的形式建立磁盤檢查點。更新引用計數(shù)保證了檢查點的所有磁盤塊的引用計數(shù)不等于0,所以只要磁盤檢查點不被刪除,這些磁盤塊就不會被清理。保存磁盤的一級表即保存了某瞬時狀態(tài)下的磁盤尋址情況。在恢復檢查點時,只需再次更新磁盤塊的引用計數(shù),將之前保存的一級表寫入到當前一級表即可。另外,在引入快照技

3、術(shù)之后,虛擬磁盤鏡像檢查點系統(tǒng)還通過虛擬磁盤鏡像文件簇引用計數(shù)的存儲結(jié)構(gòu)的改進和簇的分配與回收的管理優(yōu)化降低了磁盤檢查點設置的時間開銷。同時,也提出了一種扇區(qū)粒度的寫前復制的方案解決每次訪問鏡像要轉(zhuǎn)換成一個簇的問題,從而降低了建立快照之后寫操作帶來的磁盤空間開銷。
　　虛擬磁盤鏡像檢查點系統(tǒng)基于Xen虛擬化平臺實現(xiàn),用戶層工具采用python編寫,內(nèi)核層功能模塊采用C語言編寫。通過功能測試可以看出,系統(tǒng)實現(xiàn)了虛擬機出錯后的磁盤狀態(tài)