一种面向服务器整合的高效物理机到虚拟机转换方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于计算机领域的虚拟化与云计算，具体设及一种面向服务器整合的物理 机到虚拟机转换（PhysicalToVirtualConve;rting,P2V)方法。
【背景技术】
[0002] 在数据中屯、中使用虚拟化和云计算技术，可W提高物理服务器的使用率，在降低 管理和维护的成本的同时节省能耗开销。随着云计算技术的发展和普及，越来越多的应用 运行于虚拟机之中。然而，目前仍然有一些遗留的应用程序部署在物理机之中，该些应用程 序还不能利用虚拟化和云计算的便利。如何有效的把包含应用程序的物理服务器转换到虚 拟化平台之中，成为了一个具有挑战性的问题。
[0003] 物理机到虚拟机（P2V)转化方法可W实现把物理服务器整合到虚拟平台中的虚 拟机中，从而实现P2V的转换过程。实现P2V的转化可W有多种不同的方法。其中一个最 直观的方式是在虚拟化平台中创建一台虚拟机，安装操作系统和应用程序，之后把源物理 机中的数据拷贝到虚拟机之中，从而完成P2V转化。但是该种直观的方式需要复杂的人工 操作并且和具体的应用相关，因此在现实的数据中屯、中可行性不高。另外一个被广泛使 用的方式首先关闭源物理机，然后拷贝和转换源物理机的磁盘到一个虚拟磁盘之中，进而 通过虚拟磁盘启动虚拟机完成P2V转换。该种转换方式被称为离线的P2V转换，Red化t Physica^to-Virtualsolution使用的就是该种方式。但是由于在离线的P2V转换中，物 理机始终处于关闭状态，该种转换方式会带来巨大的服务失效时间。还有一种被称为在线 P2V转换的方式可W在保持物理机开机运行的情况下完成物理机磁盘到虚拟磁盘的拷贝和 转换，其中VMwarevCenterConve;rterStandalone是一个使用在线P2V转化的例子。由于 在线P2V转换过程中，物理机中的服务在运行的过程中产生新的数据，在线P2V转换需要一 个显式的磁盘同步过程，该个过程需要停止运行的服务，同样会带来大量的服务失效时间。
【发明内容】
[0004] 通过对目前P2V转换方法的分析，离线转换方法的服务失效时间主要由于在磁盘 拷贝过程中物理机处于关机状态；而在线转换方法的服务失效时间主要取决于显式的磁盘 同步过程。
[0005] 针对目前P2V转换过程中存在服务失效时间过长的缺陷，本发明提供了一种能够 最小化服务失效时间的高效P2V转换方法。在本地P2V的过程中避开传统方式耗时的磁盘 拷贝阶段，实现将物理机快速转换成为一台共享源物理机硬件资源的虚拟机。相对于传统 的P2V转换方式，本地P2V方法就有如下特色。其一，由于避开了传统转换过程中的磁盘拷 贝阶段，本地P2V能够快速完成；其二，在虚拟化技术的支持下，本地物理机中的服务运行 于本地虚拟机之中，从而可W在本地虚拟机运行的同时对本地虚拟机中的数据进行拷贝和 同步，使磁盘拷贝和同步过程在时间上重叠实现在磁盘拷贝过程中完成隐式磁盘同步的过 程，最小化对运行服务的影响。
[0006] 本发明提出的方法包括如下步骤：
[0007] 1、本地P2V步骤。在源物理机的USB接口中插入虚拟化钥匙，重新启动物理机设 置为从USB启动，可W将源物理机转换成为一台本地虚拟机。本地P2V模块主要包括虚拟 化钥匙的配置、虚拟化平台的建立W及启动本地虚拟机的过程。其中虚拟化钥匙配置包括 如下子步骤：
[000引 2、磁盘同步步骤。本地P2V步骤之后，需要在远程虚拟化平台初始化一个磁盘镜 像文件，进而将本地虚拟机迁移到远程虚拟化平台。本地虚拟机运行的同时进行磁盘拷贝 和同步操作，在磁盘拷贝的过程中，实现隐式的磁盘同步。在磁盘同步过程中，本地虚拟机 运行的服务不需要停止。
[0009] 3、虚拟机迁移步骤。启动虚拟机的在线迁移进程，将本地虚拟机迁移入远程虚拟 化平台，完成最终的P2V转换。在虚拟机迁移的过程中，运行的服务只有很短暂的停止。
[0010] 步骤1中本地虚拟机基于源物理机的磁盘和虚拟钥匙中虚拟化环境提供的虚拟 硬件和驱动，一台源物理机转换成为了一台本地的虚拟机。除去虚拟环境占用的硬件资源 夕F，本地虚拟机独享剩余的资源，因此本地虚拟机性能不会受到太大影响。
[0011] 步骤2中需要在远程虚拟化平台初始化生成一个虚拟磁盘镜像，该个镜像文件需 要和本地虚拟机的虚拟镜像保持同步。如附图6所示，该个步骤需要处理不同镜像格式之 间的同步，包括本地虚拟机使用的整个磁盘、本地虚拟机使用的磁盘分区和远程封装的镜 像文件。回环设备是一种现有的应用方法，可W通过普通文件虚拟磁盘块设备，进而将对物 理磁盘的读写操作重定向到普通文件。本发明在该里通过创建回环设备处理不同类型镜像 之间的拷贝和同步问题。和传统的在线P2V方案不同的是在步骤2中，由于本地虚拟机运 行于Xen虚拟化（一种常用的开放源代码的虚拟化技术）环境中，可W使用Xen虚拟化技 术与DRBD软件值istributed Replicated Block Device,分布式块设备拷贝软件）来实 现在虚拟机运行的同时完成磁盘拷贝和同步，进而消除在线P2V中的显式磁盘同步带来的 服务失效时间。
[0012] 步骤3为虚拟机的迁移过程。将本地虚拟机迁移到远程虚拟化平台时候，可W使 用不同的迁移方式。虚拟机的在线迁移方式是一种目前虚拟化平台中的常用方法，可W减 少该个过程的服务失效时间。虚拟机在线迁移在虚拟机运行时候周期性地拷贝虚拟机内存 到远程虚拟化平台，每一次拷贝周期中虚拟机管理器都会跟踪记录本地虚拟机中修改的内 存页面，相应修改的内容被压缩后拷贝到迁移目的端。进行若干次周期拷贝之后，运行的虚 拟机的内存和远程虚拟化平台上拷贝得到的内存的差别逐渐减少，直至能够停止虚拟机并 将最后有差别的部分同步到远程虚拟化平台，从而完成虚拟机的迁移过程。通过使用虚拟 机的在线迁移可W减少对本地虚拟机中运行服务的影响。
[0013] 下面分别通过在线P2V转换、离线P2V转换和本发明提出的面向服务器整合的高 效P2V转换系统=种转换方式的流程示意图，来说明本发明在减少服务失效时间上的显著 优势。
[0014] 图 1 为使用RedHatPhysica；L-t〇-Vi;rtualsolution进行离线P2V转换的流程示 意图，由于在离线的P2V转换中，物理机始终处于关闭状态，该种转换方式会带来巨大的服 务失效时间。图2为使用VMwarevCenterConve;rterStandalone进行在线P2V转换的流 程示意图，其服务失效时间主要取决于显式磁盘同步过程W及虚拟机和服务启动过程。图3 为本发明提出的面向服务器整合的高效P2V转换流程示意图，其服务失效时间主要存在于 本地P2V阶段中的运行环境切换W及启动虚拟机和服务的过程。相比于传统的在线P2V方 式，本发明提出的高效P2V转换系统首先在传统转换过程中磁盘拷贝阶段开始之前就快速 完成本地P2V转换，之后在虚拟化技术的支持下，结合DRBD软件在本地虚拟机运行的同时 对本地虚拟机中的数据进行拷贝和同步，使磁盘拷贝和同步过程在时间上重叠实现在磁盘 拷贝过程中完成隐式磁盘同步的过程，最小化对运行服务的影响。最后通过在线虚拟机迁 移完成将本地物理服务器整合进入虚拟化平台之中。
[0015]
[0016] 本发明具有如下的特点：
[0017] 1、最小化服务失效时间。在本发明中，服务只需要在本地P2V转换过程中短暂的 停止，而在磁盘复制和隐式磁盘同步过程中并不存在服务失效时间。需要指出的是，虚拟机 的在线迁移带来的服务失效时间是可W忽略的（仅仅是毫秒级）。因此，相比于传统的P2V 转换，本发明提出的转换方法大大减