[发明专利]磁盘镜像的管理方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机领域，具体地涉及一种磁盘镜像的管理方法和系统。

背景技术

云计算IaaS(基础设施即服务)系统中用户可以自主选择计算资源、存储空间、网络带宽乃至操作系统，而并不需要了解和控制云计算基础设置。IaaS系统会根据用户需求控制资源分配，并通过调度算法提供服务。

目前，主流IaaS系统都是通过构建虚拟机为用户提供服务，其主要流程如图1所示。

从使用者角度来看，虚拟机是一种具有完整硬件系统功能，与实际物理系统相隔离的计算机系统。它拥有自己独立的虚拟CPU、内存、硬盘、乃至网卡，而且操作系统可以像调用实际物理资源一样使用这些设备。

对于虚拟机而言，磁盘镜像文件类似于实际计算机中的硬盘等外部存储设备，保存着虚拟机中一切持久性数据。它可以以文件的形式保存在物理机磁盘中，并且通过物理机系统I/O实现读写功能。

相比实际物理磁盘，虚拟机磁盘镜像具有许多特点。首先，它能够进行稀疏化存储，使实际磁盘空间消耗远低于预设值，随着使用再慢慢增长到容量上限。其次，虚拟机磁盘镜像具有良好的隔离性，对物理机镜像屏蔽内部细节，因此无论虚拟机对磁盘镜像如何操作，都不会对物理机产生任何影响。最重要的是，由于虚拟机磁盘镜像实际上仅仅是物理机分区中的一个文件，可以很容易地进行复制与迁移，所以通过镜像拷贝就可以实现相同配置虚拟机的批量创建。其主要流程如图2所示

云计算平台通常可以提供两种方式创建磁盘镜像。其一，系统为用户提供空白磁盘镜像文件，允许用户自行安装操作系统；其二，由系统提供部分安装好操作系统的虚拟机磁盘镜像供直接用户使用。前者类似于物理计算机安装系统操作，具有较高的灵活性，可以让用户依照需求选择合适的操作系统；后者则类似于使用ghost(目前常见的备份软件，全称为Norton Ghost)进行磁盘克隆，进行批量创建时尤为适用。

目前现有的云计算平台批量创建时大多采用“请求-响应”模式。即用户申请虚拟机后，系统再根据用户请求依次复制磁盘镜像文件。这种模式可以精确地控制镜像文件数量，使之恰好满足需求，但创建时用户却需要忍受漫长的镜像拷贝时间，批量创建时则更是一种煎熬。

虽然计算机计算性能飞速提高，有些计算机的运算速度可达每秒上千万亿次，但是，计算机的外部存储设备，尤其是物理磁盘的I/O(输入/输出)性能却增长缓慢，在非磁盘阵列情况下，非固态SCSI(小型计算机系统接口)硬盘内部传输速率较小。

一般而言，安装有操作系统的磁盘镜像文件通常较大。也就是说，即使创建磁盘镜像的过程完全独占磁盘I/O，复制一个磁盘镜像文件时间也会较长。而除了拷贝镜像过程外，创建虚拟机其他步骤基本上在几秒内即可完成，这也意味着虚拟机创建中绝大部分等待时间消耗在了复制磁盘镜像过程中。

借助于多核CPU(中央处理器)的帮助，创建虚拟机的其他步骤可并发处理，但受限于磁盘I/O能力，镜像复制过程只能逐个任务执行。因此当规模化创建虚拟机时，复制镜像文件所用时间将呈线性增长，可能占到创建总时间的较大比例。

针对相关技术中创建虚拟机中复制磁盘镜像所需时间太长的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中创建虚拟机中复制磁盘镜像所需时间太长的问题，本发明提出一种磁盘镜像的管理方法和系统，能够有效缩短磁盘镜像创建所需时间，提高系统的工作效率。

根据本发明的一个方面，提供了一种磁盘镜像的管理方法：

该磁盘镜像的管理方法包括：

预先在多个共享存储设备上创建源磁盘镜像；

根据多个共享存储设备源磁盘镜像并行创建磁盘镜像，其中，根据每个共享存储设备上的源磁盘镜像，在各共享存储设备本地创建磁盘镜像；

响应于虚拟机创建请求，将创建的磁盘镜像提供给虚拟机。

此外，该磁盘镜像的管理方法进一步包括：

在多个共享存储设备上创建源磁盘镜像之前，预先在每个共享存储设备划分出用于创建源磁盘镜像的存储空间。

可选地，预先在多个共享存储设备上创建源磁盘镜像包括：

以点对点互传的方式在多个共享设备上并行创建源磁盘镜像。

并且，在多个共享存储设备上创建源磁盘镜像之后，对创建的源磁盘镜像的正确性进行校验。

其中，进一步包括：

在磁盘镜像数量不足时，在至少一个共享存储设备上继续创建磁盘镜像，其中，每一个共享存储设备均以自身保存源磁盘镜像作为复制源进行并行复制。

此外，进一步包括：