簡(jiǎn)介：?虛擬機(jī)的遷移使資源配置更加靈活，尤其是在線遷移技術(shù)，提高了虛擬服務(wù)器的可用性和可靠性。本文是虛擬機(jī)遷移技術(shù)漫談系列的第二部分，詳細(xì)介紹 KVM 虛擬機(jī)在物理主機(jī)之間的靜態(tài)遷移和在線遷移特性，而且包括基于數(shù)據(jù)塊的在線遷移實(shí)現(xiàn)。

前言

虛擬機(jī)的遷移技術(shù)為服務(wù)器的虛擬化提供簡(jiǎn)便的方法。目前流行的虛擬化產(chǎn)品 VMware，Xen，Hyper-V，KVM 都提供各自的遷移工具。其中 Linux 平臺(tái)上開(kāi)源的虛擬化工具 KVM 發(fā)展迅速，基于 KVM 的虛擬機(jī)的遷移特性也日趨完善。本文全面介紹 KVM 虛擬機(jī)在不同的應(yīng)用環(huán)境下的靜態(tài)遷移（離線遷移）和動(dòng)態(tài)遷移（在線遷移），并且在最新發(fā)布的 Suse Linux Enterprise Edition 11 SP1 上分別演示如何應(yīng)用 libvirt/virt-manager 圖形化工具和基于命令行的 qemu-kvm 工具進(jìn)行遷移操作。

V2V 虛擬機(jī)遷移的介紹

V2V 虛擬機(jī)的遷移是指在 VMM（Virtual Machine Monitor）上運(yùn)行的虛擬機(jī)系統(tǒng)，能夠被轉(zhuǎn)移到其他物理主機(jī)上的 VMM 上運(yùn)行。VMM 對(duì)硬件資源進(jìn)行抽象和隔離，屏蔽了底層硬件細(xì)節(jié)。而遷移技術(shù)的出現(xiàn)，使得操作系統(tǒng)能在不同的主機(jī)之間動(dòng)態(tài)的轉(zhuǎn)移，進(jìn)一步解除軟，硬件資源之間的相關(guān)性。本系列的第一篇文章“虛擬機(jī)遷移技術(shù)漫談”中，介紹了 V2V 遷移的三種方式，本文將更加詳細(xì)的說(shuō)明三種方式的不同和實(shí)現(xiàn)方法。

V2V 遷移方式的分類

靜態(tài)遷移

靜態(tài)遷移：也叫做常規(guī)遷移、離線遷移（Offline Migration）。就是在虛擬機(jī)關(guān)機(jī)或暫停的情況下從一臺(tái)物理機(jī)遷移到另一臺(tái)物理機(jī)。因?yàn)樘摂M機(jī)的文件系統(tǒng)建立在虛擬機(jī)鏡像上面，所以在虛擬機(jī)關(guān)機(jī)的情況下，只需要簡(jiǎn)單的遷移虛擬機(jī)鏡像和相應(yīng)的配置文件到另外一臺(tái)物理主機(jī)上；如果需要保存虛擬機(jī)遷移之前的狀態(tài)，在遷移之前將虛擬機(jī)暫停，然后拷貝狀態(tài)至目的主機(jī)，最后在目的主機(jī)重建虛擬機(jī)狀態(tài)，恢復(fù)執(zhí)行。這種方式的遷移過(guò)程需要顯式的停止虛擬機(jī)的運(yùn)行。從用戶角度看，有明確的一段停機(jī)時(shí)間，虛擬機(jī)上的服務(wù)不可用。這種遷移方式簡(jiǎn)單易行，適用于對(duì)服務(wù)可用性要求不嚴(yán)格的場(chǎng)合。

共享存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移

動(dòng)態(tài)遷移（Live Migration）：也叫在線遷移（Online Migration）。就是在保證虛擬機(jī)上服務(wù)正常運(yùn)行的同時(shí)，將一個(gè)虛擬機(jī)系統(tǒng)從一個(gè)物理主機(jī)移動(dòng)到另一個(gè)物理主機(jī)的過(guò)程。該過(guò)程不會(huì)對(duì)最終用戶造成明顯的影響，從而使得管理員能夠在不影響用戶正常使用的情況下，對(duì)物理服務(wù)器進(jìn)行離線維修或者升級(jí)。與靜態(tài)遷移不同的是，為了保證遷移過(guò)程中虛擬機(jī)服務(wù)的可用，遷移過(guò)程僅有非常短暫的停機(jī)時(shí)間。遷移的前面階段，服務(wù)在源主機(jī)的虛擬機(jī)上運(yùn)行，當(dāng)遷移進(jìn)行到一定階段，目的主機(jī)已經(jīng)具備了運(yùn)行虛擬機(jī)系統(tǒng)的必須資源，經(jīng)過(guò)一個(gè)非常短暫的切換，源主機(jī)將控制權(quán)轉(zhuǎn)移到目的主機(jī)，虛擬機(jī)系統(tǒng)在目的主機(jī)上繼續(xù)運(yùn)行。對(duì)于虛擬機(jī)服務(wù)本身而言，由于切換的時(shí)間非常短暫，用戶感覺(jué)不到服務(wù)的中斷，因而遷移過(guò)程對(duì)用戶是透明的。動(dòng)態(tài)遷移適用于對(duì)虛擬機(jī)服務(wù)可用性要求很高的場(chǎng)合。

目前主流的動(dòng)態(tài)遷移工具，VMware 的 VMotion，Citrix 的 XenMotion，他們都依賴于物理機(jī)之間采用 SAN（storage area network）或 NAS（network-attached storage）之類的集中式共享外存設(shè)備，因而在遷移時(shí)只需要進(jìn)行虛擬機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存執(zhí)行狀態(tài)的遷移，從而獲得較好的遷移性能。

圖 1. 共享存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移示意圖

?

如圖 1 中所示的動(dòng)態(tài)遷移，為了縮短遷移時(shí)間和服務(wù)中斷時(shí)間，源主機(jī)和目的主機(jī)共享了 SAN 存儲(chǔ)。這樣，動(dòng)態(tài)遷移只需要考慮虛擬機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存執(zhí)行狀態(tài)的遷移，從而獲得較好的性能。

本地存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移

動(dòng)態(tài)遷移基于共享存儲(chǔ)設(shè)備，為的是加速遷移的過(guò)程，盡量減少宕機(jī)時(shí)間。但是在某些情況下需要進(jìn)行基于本地存儲(chǔ)的虛擬機(jī)的動(dòng)態(tài)遷移，這就需要存儲(chǔ)塊動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)，簡(jiǎn)稱塊遷移。

比如某些服務(wù)器沒(méi)有使用 SAN 存儲(chǔ)，而且遷移的頻率很小，虛擬機(jī)上的服務(wù)對(duì)遷移時(shí)間的要求不嚴(yán)格，則可以使用存儲(chǔ)塊動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)；另一方面，SAN 存儲(chǔ)的價(jià)格比較高，盡管 SAN 存儲(chǔ)能夠提高遷移性能和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，對(duì)于中小企業(yè)僅僅為了加快遷移速度而配置昂貴的 SAN 存儲(chǔ)，性價(jià)比不高。

在集中式共享外部存儲(chǔ)的環(huán)境下，基于共享存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)無(wú)疑能夠工作得很好。但是，考慮到目前一些計(jì)算機(jī)集群并沒(méi)有采用共享式外存，而是各自獨(dú)立擁有本地外存的物理主機(jī)構(gòu)成?；诠蚕泶鎯?chǔ)的遷移技術(shù)在這種場(chǎng)合下受到限制，虛擬機(jī)遷移到目的主機(jī)后，不能訪問(wèn)其原有的外存設(shè)備，或者需要源主機(jī)為其外存訪問(wèn)提供支持。

為了拓寬動(dòng)態(tài)遷移技術(shù)的應(yīng)用范圍，有必要實(shí)現(xiàn)一個(gè)包括虛擬機(jī)外存遷移在內(nèi)的全系統(tǒng)動(dòng)態(tài)遷移方案。使得在采用分散式本地存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)集群環(huán)境下，仍然能夠利用遷移技術(shù)轉(zhuǎn)移虛擬機(jī)環(huán)境，并且保證遷移過(guò)程中虛擬機(jī)系統(tǒng)服務(wù)的可用性。

圖 2. 本地存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移示意圖

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相比較基于共享存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移，數(shù)據(jù)塊動(dòng)態(tài)遷移的需要同時(shí)遷移虛擬機(jī)磁盤(pán)鏡像和虛擬機(jī)系統(tǒng)內(nèi)存狀態(tài)，延長(zhǎng)了遷移時(shí)間，在遷移性能上打了折扣。

KVM 虛擬機(jī)的管理工具

準(zhǔn)確來(lái)說(shuō)，KVM 僅僅是 Linux 內(nèi)核的一個(gè)模塊。管理和創(chuàng)建完整的 KVM 虛擬機(jī)，需要更多的輔助工具。

QEMU-KVM：在 Linux 系統(tǒng)中，首先我們可以用 modprobe 系統(tǒng)工具去加載 KVM 模塊，如果用 RPM 安裝 KVM 軟件包，系統(tǒng)會(huì)在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)加載模塊。加載了模塊后，才能進(jìn)一步通過(guò)其他工具創(chuàng)建虛擬機(jī)。但僅有 KVM 模塊是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，因?yàn)橛脩魺o(wú)法直接控制內(nèi)核模塊去做事情，還必須有一個(gè)用戶空間的工具。關(guān)于用戶空間的工具，KVM 的開(kāi)發(fā)者選擇了已經(jīng)成型的開(kāi)源虛擬化軟件 QEMU。QEMU 是一個(gè)強(qiáng)大的虛擬化軟件，它可以虛擬不同的 CPU 構(gòu)架。比如說(shuō)在 x86 的 CPU 上虛擬一個(gè) Power 的 CPU，并利用它編譯出可運(yùn)行在 Power 上的程序。KVM 使用了 QEMU 的基于 x86 的部分，并稍加改造，形成可控制 KVM 內(nèi)核模塊的用戶空間工具 QEMU-KVM。所以 Linux 發(fā)行版中分為 kernel 部分的 KVM 內(nèi)核模塊和 QEMU-KVM 工具。這就是 KVM 和 QEMU 的關(guān)系。

Libvirt、virsh、virt-manager：盡管 QEMU-KVM 工具可以創(chuàng)建和管理 KVM 虛擬機(jī)，RedHat 為 KVM 開(kāi)發(fā)了更多的輔助工具，比如 libvirt、libguestfs 等。原因是 QEMU 工具效率不高，不易于使用。Libvirt 是一套提供了多種語(yǔ)言接口的 API，為各種虛擬化工具提供一套方便、可靠的編程接口，不僅支持 KVM，而且支持 Xen 等其他虛擬機(jī)。使用 libvirt，你只需要通過(guò) libvirt 提供的函數(shù)連接到 KVM 或 Xen 宿主機(jī)，便可以用同樣的命令控制不同的虛擬機(jī)了。Libvirt 不僅提供了 API，還自帶一套基于文本的管理虛擬機(jī)的命令—— virsh，你可以通過(guò)使用 virsh 命令來(lái)使用 libvirt 的全部功能。但最終用戶更渴望的是圖形用戶界面，這就是 virt-manager。他是一套用 python 編寫(xiě)的虛擬機(jī)管理圖形界面，用戶可以通過(guò)它直觀地操作不同的虛擬機(jī)。Virt-manager 就是利用 libvirt 的 API 實(shí)現(xiàn)的。

以上這些就是 Linux 系統(tǒng)上 KVM 虛擬化技術(shù)的大致架構(gòu)了。本文正是演示了如何使用這些工具實(shí)現(xiàn)了 KVM 虛擬機(jī)的遷移操作。

本文的實(shí)驗(yàn)環(huán)境介紹

本文中的 KVM 虛擬機(jī)軟件基于 Novell 公司的 Suse Linux Enterprise Server 11 Service Pack 1 發(fā)行版。SLES11 SP1 發(fā)布于 2010 年 5 月 19 日，基于 Linux 內(nèi)核 2.6.32.12，包含了 kvm-0.12.3，libvirt-0.7.6，virt-manager-0.8.4，全面支持 KVM 虛擬機(jī)。本文中的物理服務(wù)器和外部共享存儲(chǔ)配置如下表：

表 1. 硬件配置

物理主機(jī)

硬件配置

Host OS

Host Name

IP Address

源主機(jī)?

Source Host

Xeon(R) E5506 x 4 core

MEM: 10GB

SLES11 SP1

vicorty3

192.168.0.73

目的主機(jī)?

Destination Host

Xeon(R) E5506 x 8 core

MEM: 18GB

SLES11 SP1

victory4

192.168.0.74

NFS Server

Pentium(R) D x 2 core

MEM: 2G

SLES11 SP1

server17

192.168.0.17

創(chuàng)建 KVM 虛擬機(jī)

遷移虛擬機(jī)之前，我們需要?jiǎng)?chuàng)建虛擬機(jī)。創(chuàng)建虛擬機(jī)可以使用 QEMU-KVM 命令或者通過(guò) virt-manager 圖形化管理工具。

QEMU-KVM 創(chuàng)建虛擬機(jī)鏡像文件：見(jiàn)本文的參考資源“KVM 虛擬機(jī)在 IBM System x 上應(yīng)用”。

virt-manager 創(chuàng)建虛擬機(jī)：參考 virt-manager 幫助手冊(cè)。

KVM 虛擬機(jī)靜態(tài)遷移

靜態(tài)遷移由于允許中斷虛擬機(jī)的運(yùn)行，所以相對(duì)簡(jiǎn)單。首先在源主機(jī)上關(guān)閉虛擬機(jī)，然后移動(dòng)虛擬機(jī)的存儲(chǔ)鏡像和配置文件到目的主機(jī)，最后在目的主機(jī)上啟動(dòng)虛擬機(jī)，恢復(fù)服務(wù)。根據(jù)虛擬機(jī)鏡像存儲(chǔ)方式的不同，靜態(tài)遷移的實(shí)現(xiàn)方法稍有不同。

虛擬機(jī)之間使用共享存儲(chǔ)

如果源主機(jī)和目的主機(jī)都能夠訪問(wèn)虛擬機(jī)的鏡像，則只需要遷移虛擬機(jī)配置文件。比如在本例中的 SLES11 SP1 系統(tǒng)，virt-manager 管理的虛擬機(jī)配置文件在 /etc/libvirt/qemu/”your vm name.xml”。拷貝 XML 配置文件到目的主機(jī)的相同目錄后，進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷模热纾号c源主機(jī)相關(guān)的文件或路徑等。無(wú)論你何時(shí)在 /etc/libvirt/qemu/ 中修改了虛擬機(jī)的 XML 文件，必須重新運(yùn)行 define 命令，以激活新的虛擬機(jī)配置文件。

清單 1. 激活虛擬機(jī)配置文件

?# virsh define /etc/libvirt/qemu/”your vm name.xml”

虛擬機(jī)鏡像使用本地存儲(chǔ)

本地存儲(chǔ)是指虛擬機(jī)的文件系統(tǒng)建立在本地硬盤(pán)上，可以是文件或者磁盤(pán)分區(qū)。

本地文件存儲(chǔ)：如果虛擬機(jī)是基于鏡像文件，直接從源主機(jī)拷貝鏡像文件和 XML 配置文件到目的主機(jī)中，然后對(duì) XML 進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷牟⒓せ睢?/p>

本地磁盤(pán)分區(qū)：如果虛擬機(jī)使用了磁盤(pán)分區(qū)（物理分區(qū)或者邏輯分區(qū)）為存儲(chǔ)設(shè)備，首先用 dump 工具把磁盤(pán)分區(qū)轉(zhuǎn)換成鏡像文件再拷貝到目的主機(jī)。在目的主機(jī)恢復(fù)虛擬機(jī)時(shí)，把鏡像文件恢復(fù)到目的主機(jī)的磁盤(pán)分區(qū)中去。對(duì)于虛擬機(jī)系統(tǒng)使用了多個(gè)磁盤(pán)分區(qū)的，需要每個(gè)分區(qū)單獨(dú) dump 成鏡像文件。例如使用“/dev/VolGroup00/lv001” LVM 邏輯卷作為存儲(chǔ)設(shè)備，可以使用下面的命令輸出成鏡像文件：

清單 2. 轉(zhuǎn)換邏輯卷為鏡像文件

?dd if=/dev/VolGroup00/lv001 of=lv001.img bs=1M?

保存虛擬機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)

靜態(tài)遷移虛擬的過(guò)程中，虛擬機(jī)系統(tǒng)處于關(guān)機(jī)狀態(tài)，這樣虛擬機(jī)關(guān)機(jī)前的運(yùn)行狀態(tài)不會(huì)保留。如果希望保留遷移前的系統(tǒng)狀態(tài)，并且在遷移后能夠恢復(fù)，需要對(duì)虛擬機(jī)做快照備份或者以休眠的方式關(guān)閉系統(tǒng)，詳細(xì)內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)方法將在本系列文章的第五部分介紹。

基于共享存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移

本文前面“V2V 遷移方式的分類”小節(jié)中介紹過(guò)，跟據(jù)虛擬機(jī)連接存儲(chǔ)方式的不同，動(dòng)態(tài)遷移分為基于共享存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移和基于本地存儲(chǔ)的存儲(chǔ)塊遷移。本小節(jié)實(shí)現(xiàn)了目前使用最廣泛的基于共享存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移。實(shí)現(xiàn)這種實(shí)時(shí)遷移的條件之一就是把虛擬機(jī)存儲(chǔ)文件存放在公共的存儲(chǔ)空間。因此需要設(shè)定一個(gè)共享存儲(chǔ)空間，讓源主機(jī)和目的主機(jī)都能夠連接到共享存儲(chǔ)空間上的虛擬媒體文件，包括虛擬磁盤(pán)、虛擬光盤(pán)和虛擬軟盤(pán)。否則，即使遷移完成以后，也會(huì)因?yàn)闊o(wú)法連接虛擬設(shè)備，導(dǎo)致無(wú)法啟動(dòng)遷移后的虛擬機(jī)。

設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)境

動(dòng)態(tài)遷移實(shí)際上是把虛擬機(jī)的配置封裝在一個(gè)文件中，然后通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)，把虛擬機(jī)配置和內(nèi)存運(yùn)行狀態(tài)從一臺(tái)物理機(jī)迅速傳送到另外一臺(tái)物理機(jī)上，期間虛擬機(jī)一直保持運(yùn)行狀態(tài)?，F(xiàn)有技術(shù)條件下，大多虛擬機(jī)軟件如 VMware、Hyper-V、Xen 進(jìn)行動(dòng)態(tài)遷移都需要共享存儲(chǔ)的支持。典型的共享存儲(chǔ)包括 NFS 和 SMB/CIFS 協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，或者通過(guò) iSCSI 連接到 SAN 網(wǎng)絡(luò)。選用哪一種網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，需要根據(jù)具體情況而定。本文的實(shí)驗(yàn)采用了 NFS 文件系統(tǒng)作為源主機(jī)和目的主機(jī)之間的共享存儲(chǔ)。

圖 3. 共享存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移實(shí)驗(yàn)配置圖

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. 確保網(wǎng)絡(luò)連接正確，源主機(jī)、目的主機(jī)和 NFS 服務(wù)器之間可以互相訪問(wèn)。

. 確保源主機(jī)和目的主機(jī)上的 VMM 運(yùn)行正常。

. 設(shè)置 NFS 服務(wù)器的共享目錄。本文的 NFS 服務(wù)器也安裝了 SLES11 SP1 操作系統(tǒng)。

清單 3. 配置 NFS 服務(wù)

修改 /etc/exports 文件，添加

?/home/image *(rw,sync,no_root_squash)?

?rw：可讀寫(xiě)的權(quán)限；

?ro：只讀的權(quán)限；

?no_root_squash：登入到 NFS 主機(jī)的用戶如果是 ROOT 用戶，他就擁有 ROOT 權(quán)限，此參數(shù)很不安全，建議不要使用。

?sync：資料同步寫(xiě)入存儲(chǔ)器中。

?async：資料會(huì)先暫時(shí)存放在內(nèi)存中，不會(huì)直接寫(xiě)入硬盤(pán)。?

重新啟動(dòng) nfsserver 服務(wù)

?# service nfsserver restart?

使用 virt-manager 進(jìn)行動(dòng)態(tài)遷移

virt-manager 是基于 libvirt 的圖像化虛擬機(jī)管理軟件，請(qǐng)注意不同的發(fā)行版上 virt-manager 的版本可能不同，圖形界面和操作方法也可能不同。本文使用了 SLES11 SP1 發(fā)行版上的 virt-manager-0.8.4。

首先在源主機(jī)和目的主機(jī)上添加共享存儲(chǔ)。這里以源主機(jī)為例，目的主機(jī)做相同的配置。

添加 NFS 存儲(chǔ)池到源主機(jī)和目的主機(jī)的 vit-manager 中。點(diǎn)擊 Edit menu->Host Details->Storage tab。?圖 4. 存儲(chǔ)池配置圖?

添加一個(gè)新的存儲(chǔ)池。點(diǎn)擊左下角的“+”號(hào)，彈出一個(gè)新的窗口。輸入以下參數(shù)：

Name：存儲(chǔ)池的名字。

Type：選擇 netfs：Network Exported Directory。因?yàn)楸疚氖褂昧?NFS 作為共享存儲(chǔ)協(xié)議。?圖 5. 添加共享存儲(chǔ)池?

點(diǎn)擊“Forward”后，輸入以下參數(shù)：

Target Path：共享存儲(chǔ)在本地的映射目錄。本文中這個(gè)目錄在源主機(jī)和目的主機(jī)上必須一致。

Format：選擇存儲(chǔ)類型。這里必須是 nfs。

Host Name：輸入共享存儲(chǔ)服務(wù)器，也就是 NFS 服務(wù)器的 IP 地址或 hostname。

Source Path：NFS 服務(wù)器上輸出的共享目錄。?圖 6. 存儲(chǔ)池設(shè)置?

點(diǎn)擊”Finish”后，共享存儲(chǔ)添加成功。此時(shí)在物理機(jī)上查看 Linux 系統(tǒng)的文件系統(tǒng)列表，可以看到共享存儲(chǔ)映射的目錄。

源主機(jī)上創(chuàng)建基于共享存儲(chǔ)的 KVM 虛擬機(jī)。

選擇共享存儲(chǔ)池，點(diǎn)擊”New Volume”創(chuàng)建新的存儲(chǔ)卷。

輸入存儲(chǔ)卷參數(shù)。本例為虛擬機(jī)創(chuàng)建了大小為 10G，格式為 qcow2 的存儲(chǔ)卷。?圖 7. 添加存儲(chǔ)卷?

在這個(gè)共享存儲(chǔ)卷上創(chuàng)建虛擬機(jī)。本文創(chuàng)建了一個(gè)基于 Window 2008 R2 系統(tǒng)的虛擬機(jī)。創(chuàng)建虛擬機(jī)的具體步驟見(jiàn)本文前面“創(chuàng)建 KVM 虛擬機(jī)“小節(jié)。

連接遠(yuǎn)程物理主機(jī)上的 VMM。這里以源主機(jī)為例，目的主機(jī)做相同的配置。

在源主機(jī)上打開(kāi) virt-manager 應(yīng)用程序，連接 localhost 本機(jī)虛擬機(jī)列表。點(diǎn)擊 File->Add Connection，彈出添加連接窗口，輸入以下各項(xiàng)：

Hypervisor：選擇 QEMU。

Connection：選擇連接方式 。本文選擇 SSH 連接。

Hostname：輸入將要連接的主機(jī)名或 IP 地址，這里填寫(xiě)目的主機(jī)名 victory4。?圖 8. 添加遠(yuǎn)程 VMM 連接?

點(diǎn)擊 Connect，輸入 SSH 連接的密碼后，將顯示源主機(jī)和目的主機(jī)上的虛擬機(jī)列表。?圖 9. 管理遠(yuǎn)程 VMM?

從源主機(jī)動(dòng)態(tài)遷移 KVM 虛擬機(jī)到目的主機(jī)。

在源主機(jī)上啟動(dòng)虛擬機(jī) Windwos 2008 R2。

在虛擬機(jī)中，開(kāi)啟實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（用來(lái)驗(yàn)證遷移過(guò)程中服務(wù)的可用性）。

開(kāi)啟遠(yuǎn)程連接服務(wù) remote access，在其他主機(jī)上遠(yuǎn)程連接此虛擬機(jī)。

開(kāi)啟網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)服務(wù)。例如打開(kāi)瀏覽器并且播放一個(gè)實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻。

準(zhǔn)備動(dòng)態(tài)遷移，確保所有的虛擬存儲(chǔ)設(shè)備此時(shí)是共享的，包括 ISO 和 CDROM。

在源主機(jī)的 virt-manager 窗口中，右鍵點(diǎn)擊等待遷移的虛擬機(jī)，選擇“Migrate ”。

New host：選擇目的主機(jī)的 hostname。

Address：填入目的主機(jī)的 IP 地址。

Port and Bandwith：指定連接目的主機(jī)的端口和傳輸帶寬，本文中沒(méi)有設(shè)定，使用默認(rèn)設(shè)置。

圖 10. 虛擬機(jī)遷移設(shè)置?

點(diǎn)擊“Migrate”和“Yes”開(kāi)始動(dòng)態(tài)遷移虛擬機(jī)。?圖 11. 虛擬機(jī)遷移進(jìn)度?

動(dòng)態(tài)遷移的時(shí)間與網(wǎng)絡(luò)帶寬、物理主機(jī)的性能和虛擬機(jī)的配置相關(guān)。本實(shí)驗(yàn)中的網(wǎng)絡(luò)連接基于 100Mbps 的以太網(wǎng)，整個(gè)遷移過(guò)程大約耗時(shí) 150 秒。使用 RDC（Remote Desktop Connection）遠(yuǎn)程連接虛擬機(jī)在遷移過(guò)程中沒(méi)有中斷；虛擬機(jī)中播放的實(shí)時(shí)網(wǎng)絡(luò)視頻基本流暢，停頓的時(shí)間很短，只有 1 秒左右。如果采用 1000Mbps 的以太網(wǎng)或者光纖網(wǎng)絡(luò)，遷移時(shí)間將會(huì)大大減少，而虛擬機(jī)服務(wù)停頓的時(shí)間幾乎可以忽略不計(jì)。

遷移完成后，目的主機(jī)的 VMM 中自動(dòng)創(chuàng)建了一個(gè)同名的 Windows 2008 R2 虛擬機(jī)，并且繼續(xù)提供遠(yuǎn)程連接服務(wù)和播放在線視頻。源主機(jī)上的虛擬機(jī)變?yōu)闀和顟B(tài)，不再提供服務(wù)。至此，動(dòng)態(tài)遷移勝利完成。

基于數(shù)據(jù)塊的動(dòng)態(tài)遷移

從 qemu-kvm-0.12.2 版本，引入了 Block Migration （塊遷移）的特性。上一小節(jié)“基于共享存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移”中，為了實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)遷移，源主機(jī)和目的主機(jī)需要連接共享存儲(chǔ)服務(wù)。有了塊遷移技術(shù)以后，可以在動(dòng)態(tài)遷移過(guò)程中，把虛擬磁盤(pán)文件從源主機(jī)遷移至目的主機(jī)。QEMU-KVM 有了這個(gè)特性以后，共享存儲(chǔ)不再是動(dòng)態(tài)遷移的必要條件，從而降低了動(dòng)態(tài)遷移的難度，擴(kuò)大了動(dòng)態(tài)遷移的應(yīng)用范圍。SLES11 SP1 集成了 kvm-0.12.3，支持塊遷移特性。但是 SLES11 SP1 上的 libvirt-0.7.6、virt-manager-0.8.4 暫時(shí)沒(méi)有引入塊遷移的功能。所以本文下面的塊遷移實(shí)驗(yàn)僅基于 QEMU-KVM 的命令行模式。

設(shè)置實(shí)驗(yàn)環(huán)境

塊遷移過(guò)程中，虛擬機(jī)只使用本地存儲(chǔ)，因此物理環(huán)境非常簡(jiǎn)單。只需要源主機(jī)和目的主機(jī)通過(guò)以太網(wǎng)連接，如”圖 2. 本地存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)遷移示意圖”所示。

QEMU 的控制終端和遷移命令

QEMU 控制終端的開(kāi)啟，可以在 QEMQ-KVM 的命令中加參數(shù)“-monitor”。

-monitor stdio： 輸出到文本控制臺(tái)。

-monitor vc： 輸出到圖形控制臺(tái)。

圖形控制臺(tái)和虛擬機(jī) VNC 窗口的切換命令是：

Ctrl+Alt+1: VNC window

Ctrl+Alt+2: monitor console

Ctrl+Alt+3: serial0 console

Ctrl+Alt+4: parallel0 console

QEMU-KVM 提供了的“-incoming”參數(shù)在指定的端口監(jiān)聽(tīng)遷移數(shù)據(jù)。目的主機(jī)上需要此參數(shù)接收來(lái)自源主機(jī)的遷移數(shù)據(jù)。

清單 4. 遷移相關(guān)的 QEMU 命令

?(qemu) help migrate?

?migrate [-d] [-b] [-i] uri -- migrate to URI (using -d to not wait for completion)?

?? ? ? ? ? ? ? ? -b for migration without shared storage with full copy of disk?

?? ? ? ? ? ? ? ? -i for migration without shared storage with incremental copy of disk?

?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? (base image shared between src and destination)?

使用 QEMU-KVM 進(jìn)行數(shù)據(jù)塊動(dòng)態(tài)遷移

在源主機(jī)上創(chuàng)建和啟動(dòng)虛擬機(jī)。

在本地磁盤(pán)上創(chuàng)建虛擬機(jī)鏡像文件。本文創(chuàng)建了大小為 10G，qcow2 格式的本地鏡像文件。?清單 5. 源主機(jī)上創(chuàng)建虛擬機(jī)

victory3:~ # qemu-img create -f qcow2 /var/lib/kvm/images/sles11.1ga/disk0.qcow2 10G

在鏡像文件上安裝虛擬機(jī)。本文在虛擬機(jī)中安裝了 SLES11SP1 系統(tǒng)。?清單 6. 源主機(jī)上安裝虛擬機(jī)

victory3:~ #? /usr/bin/qemu-kvm -enable-kvm -m 512 -smp 4 -name sles11.1ga?

? ? -monitor stdio -boot c -drive file=/var/lib/kvm/images/sles11.1ga/disk0.qcow2,?

? ? if=none,id=drive-virtio-disk0,boot=on -device virtio-blk-pci,bus=pci.0,?

? ? addr=0x4,drive=drive-virtio-disk0,id=virtio-disk0 -drive?

? ? file=/media/83/software/Distro/SLES-11-SP1-DVD-x86_64-GM-DVD1.iso,?

? ? if=none,media=cdrom,id=drive-ide0-1-0 -device ide-drive,bus=ide.1,?

? ? unit=0,drive=drive-ide0-1-0,id=ide0-1-0 -device virtio-net-pci,vlan=0,?

? ? id=net0,mac=52:54:00:13:08:96 -net tap -vnc 127.0.0.1:3?

虛擬機(jī)安裝完畢后，以下列命令啟動(dòng)虛擬機(jī)。添加了“-monitor stdio”是為了開(kāi)啟文本控制臺(tái)；去掉了虛擬光驅(qū)中的 ISO 文件是為了保證遷移時(shí)，源主機(jī)和目的主機(jī)上虛擬設(shè)備的一致性。如果你在目的主機(jī)的相同路徑下存在相同名字的 ISO 文件，則可以在遷移時(shí)保留 ISO 文件參數(shù)。?清單 7. 源主機(jī)上啟動(dòng)虛擬機(jī)

victory3:~ #? /usr/bin/qemu-kvm -enable-kvm -m 512 -smp 4 -name sles11.1ga?

-monitor stdio -boot c -drive file=/var/lib/kvm/images/sles11.1ga/disk0.qcow2,?

if=none,id=drive-virtio-disk0,boot=on -device virtio-blk-pci,bus=pci.0,addr=0x4,?

drive=drive-virtio-disk0,id=virtio-disk0 -drive if=none,media=cdrom,?

id=drive-ide0-1-0 -device ide-drive,bus=ide.1,unit=0,drive=drive-ide0-1-0,?

id=ide0-1-0 -device virtio-net-pci,vlan=0,id=net0,mac=52:54:00:13:08:96?

-net tap -vnc 127.0.0.1:3?

在目的主機(jī)上創(chuàng)建和啟動(dòng)虛擬機(jī)。

在目的主機(jī)上為遷移后的系統(tǒng)創(chuàng)建鏡像文件，文件的大小必須大于或等于源主機(jī)的鏡像文件大小。?清單 8. 目的主機(jī)上創(chuàng)建虛擬機(jī)

victory4:~ #? qemu-img create -f qcow2 dest.img 20G?

Formatting 'dest.img', fmt=qcow2 size=21474836480 encryption=off cluster_size=0?

使用與源主機(jī)上相同的 qemu-kvm 參數(shù)，更改鏡像文件為目的主機(jī)上創(chuàng)建的鏡像文件，加上 -incoming 參數(shù)指定動(dòng)態(tài)遷移所使用的協(xié)議、IP 地址和端口號(hào)。因?yàn)?-incoming 參數(shù)的作用是監(jiān)聽(tīng)端口，所以目的主機(jī)上的虛擬機(jī)一啟動(dòng)就處于 paused 狀態(tài)，等待源主機(jī)上虛擬機(jī)開(kāi)始遷移。本例中塊遷移使用 TCP 協(xié)議，目的主機(jī)上的監(jiān)聽(tīng)端口是 8888 端口。?清單 9. 目的主機(jī)上的遷移命令

victory4:~ # /usr/bin/qemu-kvm -enable-kvm -m 512 -smp 4 -name sles11.1ga?

-monitor stdio -boot c -drive file=/root/dest.img,if=none,id=drive-virtio-disk0,?

boot=on -device virtio-blk-pci,bus=pci.0,addr=0x4,drive=drive-virtio-disk0,?

id=virtio-disk0 -drive if=none,media=cdrom,id=drive-ide0-1-0 -device ide-drive,?

bus=ide.1,unit=0,drive=drive-ide0-1-0,id=ide0-1-0 -device virtio-net-pci,vlan=0,?

id=net0,mac=52:54:00:13:08:96 -net tap -vnc 127.0.0.1:8 -incoming tcp:0:8888?

QEMU 0.12.3 monitor - type 'help' for more information?

(qemu) info status?

VM status: paused?

遷移源主機(jī)上的虛擬機(jī)到目的主機(jī)。

回到源主機(jī)上，在等待遷移的虛擬機(jī)中開(kāi)啟一些實(shí)時(shí)服務(wù)以驗(yàn)證動(dòng)態(tài)遷移不會(huì)中斷服務(wù)的運(yùn)行。本例中在虛擬機(jī)的終端窗口中用“top -d 1“命令開(kāi)啟 TOP 服務(wù)，每秒刷新一次系統(tǒng)進(jìn)程的信息。?圖 12. 等待遷移的虛擬機(jī)中開(kāi)啟 TOP 服務(wù)?

在源主機(jī)的 QEMU 控制臺(tái)中輸入以下遷移命令，遷移開(kāi)始。?清單 10. 源主機(jī)遷移命令

(qemu) migrate -d -b tcp:victory4:8888?

-d 可以在遷移的過(guò)程中查詢遷移狀態(tài)，否則只能在遷移結(jié)束后查詢。

-b 遷移虛擬機(jī)存儲(chǔ)文件

tcp:ivctory4:8888 數(shù)據(jù)遷移的協(xié)議、目的主機(jī)和端口。協(xié)議和端口必須和目的主機(jī)上虛擬機(jī)的 -incoming 參數(shù)一致。

動(dòng)態(tài)遷移期間，源主機(jī)的虛擬機(jī)繼續(xù)運(yùn)行，TOP 服務(wù)沒(méi)有中斷。同時(shí)可以在源主機(jī)的 QEMU 控制臺(tái)查詢遷移的狀態(tài)。目的主機(jī)的虛擬機(jī)處于 paused 狀態(tài)，從目的主機(jī)的 QEMU 控制臺(tái)可以看到遷移進(jìn)度的百分比。?清單 11. 監(jiān)視虛擬機(jī)遷移過(guò)程

源主機(jī) QEMU 控制臺(tái)顯示正在遷移的數(shù)據(jù)

(qemu) info migrate?

Migration status: active?

transferred ram: 52 kbytes?

remaining ram: 541004 kbytes?

total ram: 541056 kbytes?

transferred disk: 2600960 kbytes?

remaining disk: 5787648 kbytes?

total disk: 8388608 kbytes?

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