虚拟机在线迁移总结

本文介绍了虚拟机的两种迁移方式:静态迁移和动态迁移,重点讲述了动态迁移的原理和实施步骤,包括如何使用NFS进行共享存储设置,以及动态迁移的注意事项。此外,还提到了虚拟机的其他迁移方式,如备份、存储热迁移和磁盘添加等。

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虚拟机热迁移

虚拟机迁移是个很古老的技术,没有什么可讲的,我之所以写,是因为我太笨了,留着以后作纪念的。

1      迁移的类型

迁移虚拟机的方式有两种:一种是动态迁移,一种是静态迁移。

静态迁移

静态迁移:也叫做常规迁移、离线迁移(OfflineMigration)。就是在虚拟机关机或暂停的情况下从一台物理机迁移到另一台物理机。因为虚拟机的文件系统建立在虚拟机镜像上面,所以在虚拟机关机的情况下,只需要简单的迁移虚拟机镜像和相应的配置文件到另外一台物理主机上;如果需要保存虚拟机迁移之前的状态,在迁移之前将虚拟机暂停,然后拷贝状态至目的主机,最后在目的主机重建虚拟机状态,恢复执行。这种方式的迁移过程需要显式的停止虚拟机的运行。从用户角度看,有明确的一段停机时间,虚拟机上的服务不可用。这种迁移方式简单易行,适用于对服务可用性要求不严格的场合。

动态迁移

动态迁移(Live Migration):也叫在线迁移(Online Migration)。就是在保证虚拟机上服务正常运行的同时,将一个虚拟机系统从一个物理主机移动到另一个物理主机的过程。该过程不会对最终用户造成明显的影响,从而使得管理员能够在不影响用户正常使用的情况下,对物理服务器进行离线维修或者升级。与静态迁移不同的是,为了保证迁移过程中虚拟机服务的可用,迁移过程仅有非常短暂的停机时间。迁移的前面阶段,服务在源主机的虚拟机上运行,当迁移进行到一定阶段,目的主机已经具备了运行虚拟机系统的必须资源,经过一个非常短暂的切换,源主机将控制权转移到目的主机,虚拟机系统在目的主机上继续运行。对于虚拟机服务本身而言,由于切换的时间非常短暂,用户感觉不到服务的中断,因而迁移过程对用户是透明的。动态迁移适用于对虚拟机服务可用性要求很高的场合。

动态迁移需要将原有的虚拟机镜像放在采用 SAN(storage area network)或 NAS(network-attached storage)之类的集中式共享外存设备,这样迁移的时候,不是迁移整个硬盘镜象,而是迁移内存的信息.所以迁移起来,速度比较快,停顿时间少。

动态迁移实际上是把虚拟机的配置封装在一个文件中,然后通过高速网络,把虚拟机配置和内存运行状态从一台物理机迅速传送到另外一台物理机上,期间虚拟机一直保持运行状态。现有技术条件下,大多虚拟机软件如 VMware、Hyper-V、Xen 进行动态迁移都需要共享存储的支持。典型的共享存储包括 NFS 和 SMB/CIFS 协议的网络文件系统,或者通过 iSCSI 连接到 SAN 网络。选用哪一种网络文件系统,需要根据具体情况而定。

2      实验方式选择NFS

在源宿主机A和目标机B,进行操作,首先建立NFS共享文件存储的文件夹。

2.1:安装NFS àyum install nfs*

2.2:启动NFSàservice nfs start

2.3:配置NFSàvi  /etc/exports

/opt/test 100.1.8.*(rw,sync,no_root_squash)

/opt/test 为要共享的文件夹

 ro:共享目录只读;

rw:共享目录可读可写;
all_squash:所有访问用户都映射为匿名用户或用户组;
no_all_squash(默认):访问用户先与本机用户匹配,匹配失败后再映射为匿名用户或用户组;

root_squash(默认):将来访的root用户映射为匿名用户或用户组;

no_root_squash:来访的root用户保持root帐号权限;

anonuid=<UID>:指定匿名访问用户的本地用户UID,默认为nfsnobody(65534);
anongid=<GID>:指定匿名访问用户的本地用户组GID,默认为nfsnobody(65534);

secure(默认):限制客户端只能从小于1024的tcp/ip端口连接服务器;

### 虚拟机迁移中的数据类型转换技术实现 虚拟机迁移是指在不停止虚拟机运行的情况下,将虚拟机从一个物理主机迁移到另一个物理主机的过程。在这个过程中,涉及的数据类型转换主要体现在内存、磁盘和网络状态的迁移上。以下是对虚拟机迁移中数据类型转换的技术实现进行详细说明。 #### 1. 内存数据类型转换 在虚拟机迁移过程中,内存数据是最关键的部分之一。内存数据需要从源主机传输到目标主机,并且在此过程中保持虚拟机的正常运行。为了实现这一目标,通常采用迭代复制的方法[^4]。具体而言: - **内存页面的捕获与传输**:源主机上的虚拟机内存被划分为多个页面(通常为4KB大小)。这些页面会被逐步复制到目标主机上。 - **脏页跟踪**:在迁移过程中,虚拟机可能会继续修改内存页面内容。为了处理这种情况,系统会记录哪些页面被修改过(称为“脏页”),并在后续阶段重新传输这些页面。 - **数据类型转换**:内存页面在传输过程中可能需要进行格式转换,例如从源主机的内存地址空间转换为目标主机的内存地址空间。这种转换确保了目标主机能够正确解析接收到的内存数据。 ```python # 示例代码:模拟内存页面传输过程 def migrate_memory_page(page_data, source_host, target_host): # 将内存页面从源主机传输到目标主机 converted_page = convert_memory_format(page_data, source_host.memory_format, target_host.memory_format) send_to_target(converted_page, target_host) ``` #### 2. 磁盘数据类型转换 虚拟机的磁盘数据通常存储在文件系统中,热迁移时需要确保磁盘数据的一致性。磁盘数据的迁移可以分为以下两种情况: - **共享存储环境**:如果源主机和目标主机共享同一存储设备,则不需要传输磁盘数据,只需更新虚拟机的磁盘挂载信息[^3]。 - **非共享存储环境**:在这种情况下,磁盘数据需要从源主机传输到目标主机。传输过程中可能涉及文件格式的转换,例如从一种磁盘镜像格式(如qcow2)转换为另一种格式。 ```python # 示例代码:磁盘数据传输 def migrate_disk_data(disk_image, source_host, target_host): if source_host.shared_storage == target_host.shared_storage: update_mount_point(disk_image, target_host) else: converted_image = convert_disk_format(disk_image, source_host.disk_format, target_host.disk_format) transfer_to_target(converted_image, target_host) ``` #### 3. 网络数据类型转换 虚拟机的网络状态也需要在迁移过程中保持一致。这包括MAC地址、IP地址、端口绑定等信息。在网络迁移过程中,可能会遇到以下问题: - **网络配置同步**:确保目标主机上的网络配置与源主机一致,包括虚拟交换机的连接信息和网络接口的状态。 - **数据包重定向**:在迁移过程中,网络流量需要临时重定向到目标主机,以避免中断虚拟机的通信。 ```python # 示例代码:网络状态迁移 def migrate_network_state(network_info, source_host, target_host): # 同步网络配置 sync_network_config(network_info, target_host) # 重定向网络流量 redirect_traffic(network_info, source_host, target_host) ``` #### 4. 设备状态迁移 除了内存、磁盘和网络,虚拟机的设备状态(如PCI设备、USB设备等)也需要进行迁移。这些设备的状态通常以二进制格式存储,在传输过程中可能需要进行序列化和反序列化的操作,以确保数据的完整性。 ```python # 示例代码:设备状态迁移 def migrate_device_state(device_info, source_host, target_host): serialized_data = serialize_device_state(device_info) send_to_target(serialized_data, target_host) target_host.restore_device_state(deserialize_device_state(serialized_data)) ``` ### 总结 虚拟机迁移中的数据类型转换主要涉及内存、磁盘、网络和设备状态的迁移。通过迭代复制、脏页跟踪、文件格式转换和网络重定向等技术,可以确保迁移过程中数据的一致性和虚拟机的正常运行。
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