[发明专利]将机器转换为虚拟机

说明书

背景和相关技术

存在多种在计算机化环境中分发不同类型的资源(软件、硬件、或其组合) 的方式。例如，从软件的观点来看，企业可以在多个不同的计算机上安装操作 系统(或应用程序)的多个副本，并由此在多个系统之中分发一个副本。共享 硬件的常规方式包括在网络上建立计算机系统以使得多个不同的计算机系统 能够出于各种存储或文件共享需求而访问另一个计算机的驱动器空间。

然而，近来硬件能力(即，现有存储、存储器和处理能力)的发展意味着 仅仅提供传统的存储和/或网络通信量管理功能往往未充分利用给定的物理机 器。如此，现在从软件和硬件组合的观点来看，分发资源的另外的方法包括在 单个物理机器上安装多个虚拟计算机系统。通常，虚拟机可以用在主机存储的 指定部分上的特定操作系统的唯一实例，并用所分配的主存储器和处理能力部 分来安装。

因为这些和其它特征，虚拟机可以很容易地区别于其它虚拟机，且甚至区 别于它们被安装在其上的主服务器。对网络上的其它用户来说，虚拟机仅仅作 为诸如网络上的任何其它物理计算机系统等独立可寻址的计算机系统出现。随 后可以将虚拟机用于各种目的，如用作网络上的另一服务器(例如，电子邮件 或数据库服务器)，出于软件或硬件测试目的而用作瘦客户机的主计算机系统 等。

除该功能之外，虚拟机还可以提供额外的好处——其能够相当容易且在某 些情况下相当迅速地被安装和设置以及移除。例如，特定主计算机系统的管理 员可以接收对虚拟机的请求，在该主计算机上手动地分配适当的资源，并随后 安装所请求的虚拟机。在不再需要虚拟机时，管理员可以手动地选择关闭或甚 至删除在主服务器处的虚拟机的一个或多个命令。由此，一个组织可能期望通 过使一个或几个主服务器大略地主存几百个虚拟机来减少其物理机器(服务 器，个人计算机等)的数量。可以理解，这种合并可以提供多个优点，尤其是 如果该组织可以减少各种资源消耗和机器管理成本，包括电力节约、温度/冷 却节约、空间节约和由于减少的物理机器使用而可获得的其它节约。

不幸的是，通过将所选数量的现有物理计算机系统转换为虚拟机来合并物 理机器不是件简单的事。具体地，仅仅将物理驱动器的内容复制到主服务器的 分区上通常不足以创建可使用的虚拟机。例如，在物理机器正在运行时执行物 理机器的驱动器的基本复制可能造成文件状态的不一致性(即，数据不是“应 用程序一致的”)。如此，正在访问物理机器上的数据的应用程序在稍后该数 据被移动到虚拟机时，可能不能够使用该数据的副本。另外，仅仅将这样一个 副本传输到主服务器可能导致系统注册表中的其它不一致性、或与各盘和网络 驱动程序的不一致性、操作系统二进制代码的不一致性等。虽然存在一些用于 规避这些困难的机制，但用于做到这些的传统机制通常涉及显著的停机时间和 资源花费(从人力和软件两种观点来看)。

例如，一种转换物理机器的方法涉及在虚拟机主机处从无到有地创建虚拟 机。具体地，管理员可以简单地将物理机器上的所有应用程序安装在新虚拟机 中，将文件系统和应用程序数据转移到该虚拟机，并随后从无到有地和/或通 过应用程序还原操作在虚拟机上重建任何其它工作负荷。当然，该方法从各种 观点来看都是不合需要的，并可造成对组织的资源的浪费，尤其是试图将数百 台物理机器转换成虚拟机时。

用于转换物理机器的另一方法涉及使用相当复杂的基础结构组件，如自动 化部署服务(“ADS”)和/或预安装可执行环境(“PXE”)等来创建物理 机器组件的可传输副本。通常，使用这一类型的基础结构的机制包括关闭物理 机器，并用例如PXE来重新引导该物理机器。这允许管理员不用加载固有操 作系统而启动物理机器，并且因此在复制过程期间禁止写文件。

在复制物理驱动器内容之后，管理员随后可以将该内容传输到虚拟机主 机。对于数十亿字节的数据，仅此即可花费一个或多个小时。在传输该数据后， 管理员然后需要对所转移的数据执行多个相当复杂的改变来使所复制的内容 可作为虚拟机来引导。至少部分地由于与使正被转换的物理机器离线并使数据 可引导相关联的停机时间，在简单地从无到有地将物理机器重建为虚拟机太过 困难时，通常使用该方法。

因此，存在可被解决的与将物理机器转换为虚拟机相关联的众多问题。

简要概述