理解逆虚拟机拷贝(Reverse Virtual Machine Replication) - 上

最新推荐文章于 2025-09-13 19:07:06 发布

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文章标签：运维

原文链接：https://segmentfault.com/a/1190000008914429

本文探讨了虚拟机拷贝技术的基本原理，包括通过热迁移实现的备用虚拟机准备及激活过程。对比了传统虚拟机拷贝与逆虚拟机拷贝在解决状态不一致性问题上的不同方法。

http://ieeexplore.ieee.org/do...

虚拟机拷贝是通过从主(物理)机向备机反复热迁移虚拟机(virtual machine live migration)，在事故发生时将虚拟机在备机拉起的技术。在正常运行时，备机的虚拟机处于休眠状态。这个休眠说的更具体点，从机器角度看，不执行指令；从网络角度看，不回ARP。

传统的虚拟机拷贝(virtual machine replication)是这么做的：

主备机都连在同两个局域网段，一根线用来传业务网络包，一根线用来传拷贝网络包；
对于路由器来说，在正常运行期间，永远看到的是主机（因为ARP有回包）；
对虚拟机进行高速拷贝，并热迁移至备机。这个频率一般在一秒钟几次到十几次；
在遇到硬件故障时，拉起备机；
让备机主动发送网络包来更新局域网其他节点，尤其是路由器，和交换机的信息，使其网络可见。

难点来了，即使在很高频次的拷贝，还是会有状态不一致的情况（state inconsistency）。具体是这么产生的：
C:client S:Server 数字:包顺序 SB:Server Backup
C--1->S SB
C<-1--S...SB
C--2->S SB
C<-2--S(挂了，2更新了的状态还没同步给备机)
拉起SB
C--3->SB(SB:2都还没传，你传3给我干嘛)

在论文里面，这个2的回包被称作最后一口气包(lasp gasp packet)。这个状态不一致指的是C和SB的之间的。C认为我要传3，SB认为你应该是2。

那传统虚拟机拷贝是怎么来应对这个最后一口气包的呢，他在主机回包那里加了一层缓存墙，
C--1->S SB
C |1<-S...SB(同步成功了后)
C<-1 S SB
C--2->S
C |2<-S(挂了，2更新了的状态还没同步给备机)
拉起SB
C--2->SB(SB:没毛病)

其实他就是把拷贝和回包做成了同步阻塞操作，S挂掉以后，还没来得及拷贝的虚拟机状态随着最后一口气包一起干掉。有经验的同学很快能看出来，这个对性能会有极恶劣的影响的。并且，为了保证回包缓存不爆炸，传统虚拟机拷贝技术一定要保证非常快的拷贝频率，对系统的压力更是雪上加霜。

逆虚拟机拷贝(reverse virtual machine replication)就是主要解决以上两个问题的。具体机制在下文讲述。