[发明专利]用于在虚拟化的服务器平台上安装可引导的虚拟存储设备的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2008年7月16日提交的名称为“Method to Install and Boot a Virtual Appliance that Owns Boot Devices”的U.S.临时专利申请序列号61/135,231的优先权，通过引用将其整体并入在此。

技术领域

本发明通常涉及电脑数据存储，并且具体地，涉及服务器平台上的虚拟机监视器(VMM)环境和虚拟存储设备。

背景技术

用于商业环境中的计算机网络持续要求更多的存储。典型地，这样的商业机构采用集中式的数据存储系统，并且所述计算机网络包括各种个人计算机、膝上型计算机等，其在所述网络上与所述数据存储系统通信。所述数据存储系统典型地包括服务器平台，其控制信息在专用数据存储源(诸如，硬盘驱动器、磁盘或光盘、和/或存储区域网络(SAN))上的存储和从专用数据存储源取回信息。服务器平台典型地包括存储控制器，其管理物理盘驱动器并将它们作为逻辑单元呈现给服务器平台。

在一解决方案中，存储控制器包括独立盘冗余阵列(RAID)标准。RAID是一种经由将存储装置布置成冗余阵列的技术由较低成本组件提供存储可靠性的存储解决方案。通常，硬件RAID实现方式采用专用硬件，其在多个存储装置当中划分并复制数据，但是服务器平台将阵列看作一个单个盘。尽管该实现方式提供了较低成本选择，但是该解决方案仍要求使用专用硬件，在某些情况下其可能是不希望地昂贵的。

随着处理能力的增加，以软件而不是专用硬件实现存储控制器已经变得更常见。例如，当前存在许多的软件RAID实现方式，其中RAID逻辑是服务器平台的操作系统的一部分。这些解决方案可以显著减小总体成本和对特定硬件平台的依赖性。然而，软件实现方式在其中服务器平台还通过虚拟化支持多个执行环境(例如，多个仿真操作系统(emulated operating systems)的情况下具有显著的缺点。

软件RAID实现方式的另一显著的限制是，它们需要被配置用于每一个支持的操作系统，这可能增加成本并不便于开发、调试和布署。在某些情况下，诸如Linux的衍生版本的情况下，涉及基于开源许可证(例如，GNU一般性公共许可，以及其它的)条款的源程代码的公开方面可能存在进一步的复杂性。这些开源依从性问题可能进一步增加成本并增加实现用于这样的操作系统的软件RAID的不便利性。

虚拟化技术使得能够实现这样一种单个主机计算机，其运行虚拟机监视器(VMM)以呈现主机的多个抽象或视图，以使得下层的主机硬件表现为一个或更多个独立操作的虚拟机(VM)。VMM包括允许主机计算机支持多个执行环境的主机程序。每一个VM可以作为运行其自身的固件、操作系统、和/或软件应用程序的自含式平台。VMM管理主机资源到VM的分配和虚拟化。

在将软件RAID或其它软件存储控制器组合作为VMM环境中的虚拟存储设备时，存在有意义的配置挑战。例如，在VMM环境中安装和/或引导虚拟存储设备中涉及若干复杂问题。为了引导，虚拟存储设备需要存在于平台上。存在许多可用VMM环境，尽管每一个都是不同的。现存的解决方案必须对于每一个VMM环境独立地设计，并且必须为要使用的特定的VMM环境对平台进行预配置，这产生了有意义的后勤(logistic)挑战。利用仅加载少许模块的系统(例如，BIOS、EFI)，引导标准的操作系统例如没有任何虚拟化，是非常简单的。典型地，在这样的情形中，可以在O/S加载器接管并控制处理过程之前加载引导加载器和驱动器。然而，在VMM环境中，该处理过程复杂得多，因为系统不得不从引导加载开始加载全部的VMM环境、主机操作系统以及虚拟存储设备(以及伴随的存储控制逻辑)。加载所有这些组件可能要求具有10-100MB或更大的镜像。此外，引导装置典型地是RAID卷(volume)，并因此，如果RAID引擎是在操作系统中，则RAID功能需要加载它，这可能涉及繁重的递归自引用。

尝试解决该问题的现有解决方案涉及利用在引导代码中的RAID加载器。然而，这是以不得不产生另一RAID堆栈为代价的，其具有其自身的复杂问题。尽管大的制造商可能能够使EFI/BIOS中的RAID堆栈合乎要求并维护它，但是许多客户将既不能够也不愿意这样做。用于尝试解决该问题的另一解决方案涉及在服务器平台的非易失性存储器中提供整个VMM环境。这也引起另一组挑战。例如，用于VMM环境的代码的大小可能是有问题的。此外，当在服务器平台的非易失性存储器中提供整个VMM环境时，存在与VMM环境的分发和/或维护关联的显著的商业挑战。