虚拟机的迁移:「英方周末」第二十二期

时间:2016-10-24 栏目:技术前沿

导语虚拟机迁移技术为服务器虚拟化提供了便捷的方法。目前流行的虚拟化工具如 VMware,Xen,HyperV,KVM 都提供了各自的迁移组件。迁移服务器可以为用户节省管理资金、维护费用和升级费用。在数据及系统迁移方面,英方自主研发的i2Move可以实现无停机的迁移,比如从其它云平台迁移到云平台或从传统物理机、传统虚拟机迁移到云平台。本期英方周末,我们为大家带来了云计算专家 顾炯 撰写的一篇关于虚拟机迁移的文章供各位品鉴。

 

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前段时间和一个资深一直主管IT维护、开发、建设的专家讨论IT系统的“云化”。她认为IT系统迁移到资源池,需要很多大颗粒度的虚拟机,比如8C64G、16G128G。我建议她用高配置的虚拟机还不如直接用物理机来承载这些业务,被她拒绝了。因为她觉得云化必须使用虚拟机,将来业务都承载在虚拟机上以后就可以不部署HA,直接利用“迁移”的功能保障。

 

反思我的公众账号,一开始就是双活的、SDN、SDS的,却忘记了写写最基本的东西。现在,资深IT专家都是这样理解云计算、理解虚拟化,于是决定写点基础的东西,讲讲我的理念。不全对,批评指正。

 

迁移(vMotion)是虚拟机带来的最重要的特性。

 

先要明确迁移是一项资源管理技术,不能替代原来的高可靠性技术如HA等。迁移可以分为热迁移和冷迁移。如果你的某台物理服务器或VM突然宕机了,监控这些虚拟机的心跳突然消失,管理平台会启动迁移,将这些虚拟机迁移到其他物理机上。这种情况下的迁移,也称为冷迁移。热迁移是将一个正常的处于服务提供中的虚拟机从一台物理服务器搬家到另一台物理服务器的技术。不管是冷迁移还是热迁移都无助于应用访问进行故障切换和快速恢复的。迁移的目的是尽可能方便的为维护人员提供资源调度、转移手段,当物理服务器维护关机重启,当物理服务器出现繁忙、当数据中心需要扩容重新安排资源,这种时候迁移就会有用武之地了。

 

要了解“迁移”是怎么实现的,我们必须要了解虚拟机的组成。虚拟机是在某台物理机上分配了虚拟的CPU、内存、网卡并获取了相应的I/O设备,但是虚拟机的“硬盘”不是从这台物理机获取的,而是从连接在这台物理服务器上的存储上获取的。这个存储是一个共享存储,可以连接很多台的物理服务器。虚拟机的“硬盘”实际上是这个共享存储上的一个虚机文件。

 

设想一下在物理服务器上的迁移工作是怎么完成的:

1、需要将原始物理服务器上关机;

2、复制硬盘;

3、硬盘装入其他物理机;

4、重新启动。

 

整个过程对外提供的服务中断会达到小时的级别,过程很复杂,还有很大的限制,比如两台物理服务器的配置要完全一样,不然驱动是不匹配的。

 

在虚拟机环境下,物理服务器上的虚拟机们都使用共享存储来保存虚机文件,这样就节省了上述步骤2中的时间, 迁移只需在两台物理服务器间传递当前的服务状态信息,包括内存和TCP等上层连接表项,状态同步的拷贝时间相对较短,而且同步时原始虚拟机还可以提供服务使其不会中断。同步时间跟虚拟机当前忙闲情况及迁移网络带宽有关,原始虚拟机的内存一直不停变化或带宽较低会导致迁移时间较长,有可能还会导致迁移出现概率性失败。当状态同步完成后,原始物理服务器上的虚拟机会关闭,而同时新服务器上的虚拟机激活,此时会有个较短的业务中断时间,一般从网络上看会丢掉2-3个包,可以达到毫秒或秒级。对于业务来说可以认为是不“中断”的。迁移的过程是由管理平台一键化或自动完成的,维护人员处理起来轻松了许多。

 

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迁移是一个很好的特性,但是迁移对业务来说也是一种风险。一般情况下迁移的动作安排在业务量最少的时候进行。有的时候为了解决物理机繁忙的问题,一般是将这台物理机上最不忙的虚拟机迁移到其他物理机上。

 

一般情况,我们建议在资源池内要建设3个独立网络:管理、业务和vMotion网络,如果网络资源限制,可以将管理和业务合设,而确保vMotion网络独立。这样可以避免不同网络争用带宽,造成网络瓶颈,确保迁移流量快速完成。

 

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还有一种迁移叫作存储迁移(StoragevMotion),使用的场景是当存储资源出现瓶颈,需要进行存储文件的迁移。这种迁移本质上是通过这台虚拟机进行不同存储间存储文件的复制和数据的同步,当二个存储文件一致后,将这个虚拟机挂接到另外一个存储上。这个过程也是不需要中断业务的热迁移。

 

当然还有将计算、存储一起迁移的方式,就是将上述的方法结合起来,就不多讲了。

 

关于作者

顾炯,中国电信浙江公司中国电信云计算实验室、SDx联合技术开放实验室专家委员。作为第一完成人,多个项目获得省部级和集团级科技进步奖。

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