[发明专利]基于内存压缩传输的有状态服务容器热迁移方法

说明书

本发明涉及一种基于内存压缩传输的有状态服务容器热迁移方法，包括如下步骤：(1)环境创建：隔离出LXC容器虚拟化环境所需要的资源及状态信息，将所述资源及状态信息通过图片的方式保存并对所述LXC容器进行冷冻处理；将所述LXC容器的虚拟化环境从Linux内核中隔离出来，通过namespace机制保存所述LXC容器的虚拟化环境并恢复其进程；(2)热迁移：拷贝内存页面迁移并迁移所述内存页面。本发明方法减少冗余数据传输、提升动态迁移效率，步骤简单，操作方便。

技术领域

本发明涉及一种基于内存压缩传输的有状态服务容器热迁移方法。

背景技术

操作系统级虚拟化技术由于其轻量性和隔离性等特性，已经受到越来越多的重视，操作系统层次的虚拟化技术相比传统的准虚拟化技术和完全虚拟化技术的优势越来越切合工业界的需要(如对资源的按需分配，而不像传统的虚拟化技术，对资源的使用通常造成极大的浪费)。另外，由于Linux内核主线的支持，LXC将会成为系统级虚拟化技术的首选，其性能将会得到更进一步的提升，相对传统虚拟化技术的劣势也将会有所改善，以LXC为代表的系统级虚拟化技术(工业界也称为容器技术)将会击败传统的虚拟化技术而占有越来越多的席位。这点也可以从最近各大互联网公司陆续曝光自己的容器技术得到印证，如：dotCloud推出的Docker，google的lmctfy，腾讯即将发布的“弹性web引擎”也使用了容器技术，不仅如此，Heroku、OpenShift、CloudFoundry等PaaS平台都有Container技术的实现。既然系统级虚拟化技术(容器技术)如此重要，那么使容器技术具有传统的虚拟化技术的动态迁移功能就显得很有必要了。传统的虚拟化技术的动态迁移机制已经相当的成熟，然而，由于传统的虚拟化技术和容器技术的实现原理与机制都不同，所以很难将传统的虚拟化技术中成熟的动态迁移机制轻松应用到容器技术中。虽然已有容器技术(OpenVZ)实现了动态迁移机制，但是由于和作为未来主流容器技术的LXC实现原理与机制不同，不能简单应用到LXC中，并且其本身的动态迁移效率相比传统虚拟化技术并没有太大优势，还需要继续改进。传统的虚拟化技术都需要在虚拟机中运行一个额外的完整的操作系统，这不仅浪费了资源而且也降低了虚拟机的运行效率。容器化虚拟机技术则很好地解决了以上问题，不需要在虚拟机中运行一个额外的完整的操作系统，每一个虚拟机与所在的物理主机共享同一个内核。

OpenVZ是目前操作系统级虚拟化技术中较成熟的技术之一，OpenVZ也是通过修改Linux内核并创建容器来达到虚拟化的目的。和其他操作系统级的虚拟化技术相比，OpenVZ较好地支持了虚拟机的动态迁移。OpenVZ的虚拟机动态迁移机制主要使用了检查点和重启机制，在虚拟机动态迁移开始时，首先在源主机和目的主机间同步容器(即虚拟机)的文件系统，然后冻结容器(其实用到了Linux内核的一种挂起进程的特性)，冻结容器后会将容器中所有进程所需的资源和状态都保存到磁盘，保存状态之后还要同步在开始同步文件系统阶段改变的文件，文件系统完全同步后将保存的容器状态文件复制到目的主机，这样，目的主机拥有了迁移的容器的所有的信息，在目的主机端根据保存的迁移的容器的数据创建并恢复容器就达到了虚拟机动态迁移的目的。

和OpenVZ相比，LXC是另一个比较有竞争优势的操作系统级虚拟化技术，LXC得到了Linux内核主线的支持，也就是说只要使用的是较新版本(2.6.32以后)的内核并且安装了LXC客户端管理工具，都能使用LXC的虚拟化功能，而OpenVZ只能使用特定的修改过的Linux内核，这对需要使用OpenVZ没有修改过的版本的内核的用户来说照成了不必要的麻烦。现在很多应用系统跑在linux2.6内核上，这个版本的内核只支持CGROUP和部分namespace，对容器的支撑仅仅达到了LXC的程度，无法支持libcontainer为核心的docker。而由于很多应用无法迁移到Linux3.10内核上，只能跑在2.6内核上，又需要完成热迁移动作，而且在资源很少的情况下，无法使用虚拟机那么重负载的方式。

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少冗余数据传输、提升动态迁移效率的基于内存压缩传输的有状态服务容器热迁移方法。