[发明专利]用于虚拟机集群的快照和恢复的方法和设备

说明书

技术领域

本发明的实施例总体上涉及虚拟机，更具体地，涉及用于虚拟机集群的快照和恢复的方法和设备。

背景技术

虚拟机(Virtual Machine，VM)是指由一类特定的应用在物理机器的硬件平台上创建的应用执行环境，用户可以通过该环境来运行应用并与之发生交互，就如同使用物理机器一样。创建VM的软件应用通常称为虚拟机管理器(hypervisor)。管理器可以部署和运行在物理机器上，而VM管理器可以创建和运行一个或多个虚拟机。随着越来越多的分布式应用被部署到云(cloud)环境中，虚拟机集群(cluster)得到了日益广泛的使用。在此使用的术语“虚拟机集群”是指利用彼此之间的通信通道相互通信和交换数据的多个虚拟机的逻辑封装体。一个虚拟机集群通常服务于一个应用或者系统。集群中的虚拟机可以部署在同一VM管理器上，也可以跨不同的VM管理器分布。

已经知道，对于单个虚拟机而言，快照(snapshot)是一个重要的操作。快照操作的目的是保存虚拟机在给定时刻的所有状态、数据和上下文(context)。快照操作对于虚拟机的故障恢复而言至关重要。例如，当一个虚拟机在操作中发生严重错误时，可以根据快照将虚拟机恢复到创建该快照的时刻所处的状态和上下文。同样，在虚拟机集群中，针对整个集群的快照操作也是必不可少的。

对于由多个虚拟机组成的一个虚拟机集群而言，快照操作应当能够保存集群中所有虚拟机在给定时刻各自的状态和上下文。不仅如此，由于集群中的不同虚拟机之间可能通过通信通道进行通信，因此集群快照还应当能够保存虚拟机之间的通信通道在快照时刻的状态。

已知的虚拟机集群快照操作往往无法保存度保存多个虚拟机在严格的同一时刻的上下文。更重要的是，已知的虚拟机集群快照无法有效地捕获和保存集群中的通信通道在快照时刻的状态，而这些通道可能在快照时刻正在传输数据。这样，集群快照因为丢失了通信通道的信息而变得不完整，而且可能破坏集群中的数据一致性。另外，很多现有技术中的虚拟机集群快照依赖于虚拟机操作系统(OS)或应用，使得这些方案无法适用于系统虚拟化和云计算的环境。

因此，本领域需要一种针对包含多个虚拟机的虚拟机集群的更为有效的快照机制。

发明内容

鉴于现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种新颖的用于生成虚拟机集群的方法和设备。

在本发明的第一方面，提供一种生成与虚拟机集群中的一个虚拟机相关联的快照以用于生成集群快照的方法，所述虚拟机通过通信通道与所述集群中的其他虚拟机通信。所述方法包括：响应于快照指示，创建所述虚拟机的本地快照；响应于所述创建的启动，使将要从所述虚拟机发送给所述集群中的其他虚拟机的每一个传出消息被添加染色标记，所述染色标记指示正在创建所述虚拟机的所述本地快照；以及响应于从所述集群中的其他虚拟机接收到不具有所述染色标记的传入消息，存储所述传入消息的相关信息作为所述通信通道的快照的部分。

在本发明的第二方面，提供一种用于生成虚拟机集群的快照的方法，所述集群包括利用通信通道彼此通信的多个虚拟机。所述方法包括：由所述多个虚拟机中被选为协调者的第一虚拟机向其他虚拟机发送快照指示；响应于所述快照指示，按照上文段落所述的方法生成与所述多个虚拟机中的每一个虚拟机相关联的快照；以及收集与所述多个虚拟机中的每一个虚拟机相关联的快照，以用于生成所述集群的快照。

在本发明的第三方面，提供一种将虚拟机集群恢复到给定的快照时刻的方法，所述集群包括多个虚拟机，并且所述集群在所述快照时刻的快照使用上文段落描述的方法而生成。所述方法包括：由所述多个虚拟机中被选为协调者的第一虚拟机向其他虚拟机发送恢复指示；响应于所述恢复指示，使所述多个虚拟机的每一个虚拟机根据该虚拟机的本地快照恢复到所述快照时刻的状态；以及根据所述通信通道的快照加载已存储的消息，使得每一个所述消息被发送给目的地虚拟机。

在本发明的第四方面，提供一种生成与虚拟机集群中的一个虚拟机相关联的快照以用于生成集群快照的设备，所述虚拟机通过通信通道与所述集群中的其他虚拟机通信。所述设备包括：本地快照装置，配置用于响应于快照指示而创建所述虚拟机的本地快照；消息染色装置，配置用于响应于所述创建的启动而使将要从所述虚拟机发送给所述集群中的其他虚拟机的每一个传出消息被添加染色标记，所述染色标记指示正在创建所述虚拟机的所述本地快照；以及通道快照装置，配置用于响应于从所述集群中的其他虚拟机接收到不具有所述染色标记的传入消息而存储所述传入消息的相关信息作为所述通信通道的快照的部分。