[发明专利]基于DAG的自适应完成XIA网络中虚拟机在线迁移的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种云计算技术和网络通信技术，尤其是涉及一种基于DAG的自适应完成XIA网络中虚拟机在线迁移的方法。

背景技术

因为云平台的差异性，为了维持统一的管理，虚拟化技术是必要的。而且虚拟化也有利于维持用户和应用的多样性，因此虚拟机在很长的一段时间内必将存在。那么虚拟机迁移在未来网络中也必须得到很好的支持。

在TCP/IP网络中，对于局域网中虚拟机在线迁移的研究已经被很好的实现，典型的如KVM；对于广域网中虚拟机在线迁移的研究虽然已经提出了不少解决方案，但是大多不是很理想。然而，对于未来网络中虚拟机在线迁移的研究目前还是很不成熟，虽然有些未来网络的设计中提到了对于移动性的支持，但是针对于虚拟机在线迁移的研究还是很缺乏。

美国的卡内基梅隆大学等高校正在研究的XIA(eXpressive Internet Architecture)是针对TCP/IP网络中新功能部署以及地址耗尽等问题提出的下一代网络体系结构。采用新的地址形式有效地解决了在已有网络中添加新的网络功能的问题。就目前来讲，XIA网络可以很好的支持网络的灵活性，网络的可扩展性以及网络的多样性，目前已经成为美国NSF的FIA-NP(未来网络架构——下一阶段)的三个项目之一。

XIA网络也必须解决虚拟机在线迁移的问题。XIA网络不使用IP地址，而是采用有向无循环图(DAG)的方式来标识目的地。目的地可以是一台主机，也可以是一个服务，甚至可以是一个数据块等。灵活的地址格式使得XIA下的网络寻址变得十分灵活。在DAG中可以使用一条fallback来表示一条备选路径。这样在第一条首选路径失效之后还可以使用备选路径进行通信，利用这个特点可以设计出一种方案保证虚拟机迁移在切换地址时可以保证通信的不中断。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于DAG的自适应，能够实现未来网络XIA中任意拓扑情况下的虚拟机在线迁移的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于DAG的自适应完成XIA网络中虚拟机在线迁移的方法，该方法通过对DAG形式地址格式进行修改，进而完成虚拟机跨AD迁移时通信的恢复，根据DAG修改的发生时间，所述方法具体分为在迁移开始时修改虚拟机的DAG和在迁移结束之后修改虚拟机的DAG两种模式。

所述在迁移开始时修改虚拟机的DAG的模式具体包括以下步骤：

101)在源宿主主机中，解析目的宿主主机的DAG，得到目的宿主主机的AD，并将其发送给虚拟机，虚拟机收到AD之后，根据自己的DAG，构建一个带fallback路径的DAG，所述DAG将S2中从目的地址解析出来的AD作为一个备选路径，保证虚拟机在迁移之后可以使用新的AD进行通信，同时，虚拟机将该带fallback路径的DAG通知所有与自己通信的客户主机；

102)在源宿主主机中，通过QEMU-KVM的exec迁移方式将虚拟机迁移的数据发送到目的宿主主机上，而目的宿主主机上的QEMU-KVM读取迁移数据，加载并恢复虚拟机的运行；

103)虚拟机迁移到目的宿主主机后，将带fallback路径的DAG更新成新的DAG，同时通知所有的客户主机使用新的DAG作为虚拟机的目的地址；

所述步骤101)中的带fallback路径的DAG包含从目的宿主主机的DAG中解析出来的AD，所述步骤103)中的新的DAG仅包含从目的宿主主机的DAG中解析出来的AD信息。

所述步骤101)具体包括步骤：

1011)源宿主主机向名字服务器请求目的宿主主机的DAG，并解析出目的dst_AD，将dst_AD封装成一个消息数据包发送给虚拟机的一个守护进程，所述dst_AD为解析目的宿主主机的DAG得到的AD；

1012)虚拟机的一个守护进程changDAG接收到源宿主主机发送过来的dst_AD之后调用连接功能，其中连接的目的地址是一个广播地址；

1013)当XIA协议栈的传输层接收到需要进行连接的消息时，检查目的地址是否为广播地址，如果是广播地址，则调用地址更新模块，所述地址更新模块嵌于XIA协议栈的传输层中；

1014)地址更新模块根据自己的DAG和收到的目的宿主主机的dst_AD，构建一个带有fallback路径的DAG，所述地址更新模块会遍历虚拟机中维护的所有连接，更新每一个连接的虚拟机的DAG，同时，所述地址更新模块获取每一个连接的客户端DAG，并向得到的客户主机发送用于更新虚拟机DAG的数据包；