基于快照的虛擬磁盤鏡像檢查點系統(tǒng).pdf

1、虛擬化技術的發(fā)展使得在虛擬機級別實現檢查點/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,內存信息,磁盤信息等,然而,在當前Xen內置檢查點機制中,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內置檢查點結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。它通過更新引用計數和保存磁盤的一級表的形式建立磁盤檢查點。更新引用計數保證了檢查點的所有磁盤塊的引用計數不等于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,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的存儲結構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,用戶層工具采用python編寫,內核層功能模塊采用C語言編寫。通過功能測試可以看出,系統(tǒng)實現了虛擬機出錯后的磁盤狀態(tài)