使用虚拟设备进行虚拟机迁移的设计与实现

KVM逐渐成为Linux平台主流的虚拟化技术，而虚拟机的迁移又是服务器虚拟化技术的一种重要的功能。即在保证最短停机时间的情况下把一个虚拟机的状态完整的保存下来并从一台物理机器迁移到另外的物理机器上并仍然能够平滑的运行，用户甚至感觉不到整个迁移的过程。本书介绍了一种使用virtio技术辅助kvm虚拟机迁移的技术，在KVM上通过实现一系列的半虚拟化驱动用于提高IO的效率。目前还没有针对虚拟机迁移的半虚拟化应用。 本书的主要内容和贡献包含以下三个部分: （1）提出了Virtio虚拟设备在KVM虚拟机在线迁移方面应用的技术。把半虚拟化应用于虚拟机的迁移，虚拟机管理器在迁移过程中与虚拟机驱动协同合作，针对虚拟机内存和存储设备的使用情况进行优化。 （2）实现了KVM虚拟机内存迁移的Virtio驱动和虚拟机管理器后台驱动。虚拟机迁移过程中空闲内存包括缓存的页面不进行拷贝，通过测试证明在内存中有大量缓存的情况下它大大缩短了迁移的时间。 （3）对KVM虚拟机外存储设备的迁移进行了研究，提出了两种改进方案：虚拟机镜像稀疏化方案和使用Virtio驱动的方案。虚拟机镜像稀疏化首先使磁盘镜像稀疏化，获取磁盘块的分配表并仅迁移已分配的磁盘块；Virtio驱动方案使虚拟机文件系统参与进来。虚拟机Virtio驱动通过保留文件系统的空闲块并把空闲块表传给虚拟机管理器，迁移过程中不拷贝保留的磁盘块。测试证明这两种方案都能有效的缩短迁移时间。本文也分析比较了这两种方案，结论是虚拟设备驱动的方案适用面更广，更能保证迁移时间的改进。