一种保障虚拟机在线迁移服务质量的方法技术

本发明专利技术公开了一种保障虚拟机在线迁移服务质量的方法，在虚拟机在线迁移之前，首先判断源节点以及目标节点上各自的最后一级缓存资源LLC是否已经进行分区，若否则对源节点上的最后一级缓存资源LLC进行分区；对目标节点上的最后一级缓存资源LLC进行分区；源节点启动扫描进程和辅助迁移进程，目的节点启动接收进程；源节点再次启动扫描进程得到虚拟机新产生的脏页集合，如果新的脏页集合传输时间在设定范围时间内，则在源节点上将需要迁移的虚拟机挂起，将脏页集合以及虚拟机挂起后保存的进程上下文传输到目标节点；目标节点上的接收进程接收完数据后，从进程上下文恢复虚拟机的执行，至此虚拟机在线迁移成功。

A method of guaranteeing the quality of virtual machine online migration service

The invention discloses a method for protecting virtual machine migration service quality, before the virtual machine migration, first determine the source node and the destination node on the last level cache resource LLC each have partitioned or on the last stage of corrosion if the source node storage resources LLC partition to partition; the last level cache resource LLC on the target node; the source node starts scanning process and auxiliary process migration, the destination node receives the start process; the source node starts again scanning process gets a new virtual machine produced by the dirty page set, if the new set of dirty page transmission time setting range of time, the source node will need a virtual transfer machine hang, will save the dirty page collection and virtual machine hangs after the process context are transmitted to the target node; the receiving process on the target node receiving end After the data, the execution of the virtual machine is restored from the process context, and the online migration of the virtual machine is successful.

【技术实现步骤摘要】
一种保障虚拟机在线迁移服务质量的方法
本专利技术涉及一种保障虚拟机在线迁移服务质量的方法。
技术介绍
虚拟化技术(Virtualization)将物理资源划分为细粒度的虚拟资源，实现系统多用户资源的隔离运行，减少共享软件间冲突，有效解决了资源的共享使用问题，支撑了云计算平台的资源聚合、负载均衡、节能、可扩展等特性，已经成为现代云计算平台的核心技术。虚拟化技术的一个关键特性是在物理节点之间进行虚拟机迁移。虚拟机迁移技术将虚拟机系统运行时的状态从一台物理节点传送到另一台物理节点，并在目标物理节点上继续运行。虚拟机迁移技术又可以分为停机迁移(OfflineMigration)和在线迁移(LiveMigration)。停机迁移是指在迁移过程中，虚拟机需要停机或者被挂起不再对外提供服务。在线迁移是指在迁移过程中，虚拟机对外持续可用。在线迁移技术由于在迁移过程中用户仍然能够访问虚拟机内运行的服务而受到格外的关注，也使得虚拟化集群的自动化运营成为可能。对虚拟机进行在线迁移时，源节点上虚拟机继续执行，迁移程序扫描该虚拟机的内存页面，并评估将该虚拟机当前阶段产生的所有脏页(DirtyPage，即写入过数据的页面)传输到目标节点的时间T。由于在评估和传输脏页的过程中虚拟机还在继续执行，因此也会继续产生脏页，所以这一过程是一个迭代的过程，直到评估得出的时间T小于某个阈值Threshold(在该阈值内暂停后恢复虚拟机不会影响虚拟机对外提供的服务，例如100ms以内的tcp/ip连接暂停并不会影响上层软件)，就将虚拟机挂起，然后将该阶段产生的脏页和虚拟机进程上下文一起传输到目标节点上并恢复虚拟机进程的运行。从虚拟机进行在线迁移的过程来看，在源节点上需要启动一个进程协助扫描并传输虚拟机的脏页，在目标节点上需要启动一个进程接受脏页。这些进程分别与源节点和目标节点上运行的虚拟机共享片上的最后一级缓存资源(LastLevelCache，LLC)，因此会受到源节点和目标节点上运行的其他的虚拟机或进程的干扰，导致服务质量不稳定。所以，通过控制并保证迁移过程中源节点和目标节点上迁移进程的最后一级缓存LLC的使用情况，可以控制并保障虚拟机迁移过程中源节点和目标节点的服务质量。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种保障虚拟机在线迁移服务质量的方法，该方法在迁移过程中，将源节点和目标节点上共享的片上缓存资源进行分区，使得迁移进程和节点上的其他进程使用不同的缓存分区，从而避免迁移过程中源节点和目标节点的其他进程干扰迁移进程，保障虚拟机在线迁移过程中源节点和目标节点的服务质量。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种保障虚拟机在线迁移服务质量的方法，包括如下步骤：步骤(1)：开始，在虚拟机在线迁移之前，首先判断源节点以及目标节点上各自的最后一级缓存资源LLC是否已经进行分区，若是则进入步骤(3)，若否则进入步骤(2)；步骤(2)：分区：A、对源节点上的最后一级缓存资源LLC进行分区：建立Z1分区，Z1分区供辅助迁移进程和即将迁移的虚拟机使用；源节点上的最后一级缓存资源LLC的剩余部分建立其他分区，所述其他分区供源节点上的其他虚拟机和进程使用；B、对目标节点上的最后一级缓存资源LLC进行分区：建立Z2分区，Z2分区供接收进程和迁移后的虚拟机使用；目标节点上的最后一级缓存资源LLC的剩余部分建立其他分区，所述其他分区供目标节点上的其他虚拟机和进程使用；步骤(3)：源节点启动扫描进程和辅助迁移进程，目的节点启动接收进程：假设开始时间是t1时刻，首先启动扫描进程，扫描进程在源节点的内存中扫描需要迁移的虚拟机的内存页面，并将在虚拟机运行过程中已经被修改过的内存页面DirtyPage形成一个脏页集合Wt1，随后辅助迁移进程将脏页集合Wt1通过连接源节点和目标节点的网络发送到目标节点，由目标节点上的接收进程进行接收，假设完成时间是t2时刻，然后进入步骤(4)；步骤(4)：再次启动扫描进程得到t1到t2时间段内虚拟机新产生的脏页集合Wt2；根据t1到t2时间内传输的脏页集合Wt1容量计算出网速，进而计算出将Wt2传输到目标节点所需要的时间Δt；判断所需要的时间Δt是否在设定阈值Tthreshold内，如果是，则进入步骤(5)，否则将Wt2传输到目标节点，并重复步骤(4)；步骤(5)：在源节点上将需要迁移的虚拟机挂起，将脏页集合Wt2以及虚拟机挂起后保存的进程上下文C传输到目标节点；目标节点上的接收进程接收完数据后，从进程上下文C恢复虚拟机的执行，至此虚拟机在线迁移成功。所述步骤(2)的Z1分区的存储容量为源节点上的最后一级缓存资源LLC容量除以共享源节点上的最后一级缓存资源LLC的处理器核数；所述步骤(2)的Z2分区的存储容量为目标节点上的最后一级缓存资源LLC容量除以共享目标节点上的最后一级缓存资源LLC的处理器核数；所述步骤(3)在辅助迁移进程将脏页集合Wt1通过连接源节点和目标节点的网络发送到目标节点的过程中，分别在源节点和目标节点上设置相应的硬件性能计数器,源节点上的硬件性能计数器用于对源节点上LLC分区的命中率进行记录并统计；目标节点上的硬件性能计数器用于对目标节点上LLC分区的命中率进行记录并统计。如果所述源节点上的硬件性能计数器通过统计发现源节点上除了Z1分区以外的其他分区命中率降低幅度超过设定阈值，则将Z1分区缩小，并将缩小出来的分区并入Z5分区，即Z1缩小，Z5扩大；如果统计发现除了Z1分区以外的其他分区命中率不受影响，则缩减Z5分区，增大Z1分区。源节点上除了Z1分区以外的其他分区命中率降低超过设定阈值表明当前迁移进程占用LLC资源过多，已经影响到其他进程和虚拟机的性能，因此需要将Z1分区缩小，并将缩小出来的分区并入Z5分区，即Z1分区缩小，Z5分区扩大。如果统计发现除了Z1以外的其他分区命中率不受影响，那么说明目前迁移进程并未影响其他虚拟机的性能，因此可以尝试缩减Z5增大Z1来进一步提高迁移进程的性能。扩大和缩小的单位都是缓存路(Way)；目标节点的调节与此类似。所述步骤(4)由于在t1到t2时间段内，源节点上的虚拟机还在运行中，所以在这个期间也会再次产生脏页，所以需要再次启动扫描进程。硬件性能计数器HardwarePerformanceCounter本专利技术的有益效果：1本专利技术通过在源节点上为虚拟机及其迁移辅助进程设立LLC分区Z1并动态调节分区Z1大小，从而避免对该节点上其他进程和虚拟机造成性能干扰，保障源节点在迁移过程中的服务质量；2本专利技术通过在目标节点上为接收进程设立LLC分区Z2并动态调节该分区大小，避免对该节点上已有虚拟机和进程造成干扰，保障目标节点在迁移过程中的服务质量。3本专利技术Z1分区供辅助迁移进程和即将迁移的虚拟机使用，避免辅助迁移进程和即将迁移的虚拟机影响其他进程和虚拟机的工作。4本专利技术Z2分区供接收进程和已经迁移的虚拟机使用，避免接收进程和已经迁移的虚拟机影响其他进程和虚拟机的工作。附图说明图1(a)和图1(b)是本专利技术的系统结构示意图；图2(a)和图2(b)是本专利技术在虚拟机迁移过程中应用的示意图；图3为本专利技术的流程图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。如图3所示，一种保障虚拟机在线迁移服务质本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种保障虚拟机在线迁移服务质量的方法，其特征是，包括如下步骤：步骤(1)：开始，在虚拟机在线迁移之前，首先判断源节点以及目标节点上各自的最后一级缓存资源LLC是否已经进行分区，若是则进入步骤(3)，若否则进入步骤(2)；步骤(2)：分区：A、对源节点上的最后一级缓存资源LLC进行分区：建立Z1分区，Z1分区供辅助迁移进程和即将迁移的虚拟机使用；源节点上的最后一级缓存资源LLC的剩余部分建立其他分区，所述其他分区供源节点上的其他虚拟机和进程使用；B、对目标节点上的最后一级缓存资源LLC进行分区：建立Z2分区，Z2分区供接收进程和迁移后的虚拟机使用；目标节点上的最后一级缓存资源LLC的剩余部分建立其他分区，所述其他分区供目标节点上的其他虚拟机和进程使用；步骤(3)：源节点启动扫描进程和辅助迁移进程，目的节点启动接收进程：假设开始时间是t1时刻，首先启动扫描进程，扫描进程在源节点的内存中扫描需要迁移的虚拟机的内存页面，并将在虚拟机运行过程中已经被修改过的内存页面Dirty Page形成一个脏页集合Wt1，随后辅助迁移进程将脏页集合Wt1通过连接源节点和目标节点的网络发送到目标节点，由目标节点上的接收进程进行接收，假设完成时间是t2时刻，然后进入步骤(4)；步骤(4)：再次启动扫描进程得到t1到t2时间段内虚拟机新产生的脏页集合Wt2；根据t1到t2时间内传输的脏页集合Wt1容量计算出网速，进而计算出将Wt2传输到目标节点所需要的时间Δt；判断所需要的时间Δt是否在设定阈值Tthreshold内，如果是，则进入步骤(5)，否则将Wt2传输到目标节点，并重复步骤(4)；步骤(5)：在源节点上将需要迁移的虚拟机挂起，将脏页集合Wt2以及虚拟机挂起后保存的进程上下文C传输到目标节点；目标节点上的接收进程接收完数据后，从进程上下文C恢复虚拟机的执行，至此虚拟机在线迁移成功。...

【技术特征摘要】
1.一种保障虚拟机在线迁移服务质量的方法，其特征是，包括如下步骤：步骤(1)：开始，在虚拟机在线迁移之前，首先判断源节点以及目标节点上各自的最后一级缓存资源LLC是否已经进行分区，若是则进入步骤(3)，若否则进入步骤(2)；步骤(2)：分区：A、对源节点上的最后一级缓存资源LLC进行分区：建立Z1分区，Z1分区供辅助迁移进程和即将迁移的虚拟机使用；源节点上的最后一级缓存资源LLC的剩余部分建立其他分区，所述其他分区供源节点上的其他虚拟机和进程使用；B、对目标节点上的最后一级缓存资源LLC进行分区：建立Z2分区，Z2分区供接收进程和迁移后的虚拟机使用；目标节点上的最后一级缓存资源LLC的剩余部分建立其他分区，所述其他分区供目标节点上的其他虚拟机和进程使用；步骤(3)：源节点启动扫描进程和辅助迁移进程，目的节点启动接收进程：假设开始时间是t1时刻，首先启动扫描进程，扫描进程在源节点的内存中扫描需要迁移的虚拟机的内存页面，并将在虚拟机运行过程中已经被修改过的内存页面DirtyPage形成一个脏页集合Wt1，随后辅助迁移进程将脏页集合Wt1通过连接源节点和目标节点的网络发送到目标节点，由目标节点上的接收进程进行接收，假设完成时间是t2时刻，然后进入步骤(4)；步骤(4)：再次启动扫描进程得到t1到t2时间段内虚拟机新产生的脏页集合Wt2；根据t1到t2时间内传输的脏页集合Wt1容量计算出网速，进而计算出将Wt2传输到目标节点所需要的时间Δt；判断所需要的时间Δt是否在设定阈值Tthreshold内，如果是，则进入步骤(5)，否...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿世超，赵雪，王琳，
申请(专利权)人：山东师范大学，山东省计算中心国家超级计算济南中心，
类型：发明
国别省市：山东,37