虚拟机设备的高可用技术研究与实践

田云兵

摘 要：近年来，随着社会的不断进步以及经济的迅猛发展，科技水平显著提升，计算机网络及计算机硬件获得深化发展进步，使得虚拟化技术在各个行业领域中均有着较为良好地渗透，由服务器虚拟化趋向于存储虚拟化的方向，占据着较为重要的应用地位。在此，文章将针对虚拟机设备的高可用技术进行简要探讨研究。

关键词：虚拟机；设备；高可用技术

前言

就目前的情况来看，在全球范围内，虚拟化技术快速实现优化应用，各著名的虚拟化系统生产厂商在实现虚拟化应用领域的有效扩展的同时逐步加强针对虚拟化资源展开的集中式管理，但是，在我国，虚拟化技术仍然处于较弱的发展阶段，为此，有必要针对虚拟化设备的高可用技术展开研究，强化虚拟化设备的有效应用。

1 简析虚拟机设备的高可用技术

企业通过对虚拟机设备的有效运用，能够充分实现自身总成本投入的优化减少，呈现出较大竞争优势，其中最为显著的优势则为尽可能实现能耗的合理节约。譬如说，择取一座拥有十万台服务配置的数据中心作为分析实例，若选用二比一的比例运用虚拟机技术实现有效的服务器整合，则能够把服务器的数量降低一半之多，如此一来，退下来的五千台服务器则能够节省巨大企业投入总成本及大量能耗。但是，经过研究不难发现，虚拟机技术的应用仍然存在有较多缺陷问题，具体来说，虚拟机设备形成的关键问题在于单点设备故障的产生，以前的用户均是在其各自对应的物理服务器上完成相关操作系统的有效运用的，若是其中一台服务设备出现宕机状况，结果虽然很差劲，却难以对整个服务器网络造成较大的直接影响，然而在虚拟环境中，若是虚拟机设备均在服务器顶部位置实施运行操作，一旦出现物理服务器宕机状况，则会造成虚拟机整体陷入瘫痪状态中。为充分实现虚拟机设备高可用性能的优化提升，则需针对单点设备故障展开合理解决。虚拟化技术的重要性不容忽视，若是未能配备高可用的虚拟机设备作为有效保障，则会导致该设备优势难以充分发挥。就目前的情况来看，虚拟机动态迁移方案及基于双机热备的虚拟机设备是现今两种较为常见的单点设备故障解决实施手段。

1.1 虚拟机动态迁移方案

为实现对单点故障问题的优化解决，可采用虚拟机动态迁移技术实现对单点设备故障的有效规避，旨在充分实现虚拟设备可用性的合理提升。虚拟机动态迁移方案所涉及的思想内容为在每个物理服务器上进行多个虚拟机设备的良好创建，一旦某个单点物理服务器设备形成相应的故障问题，则物理服务器上所涉及使用的虚拟机设备能够实现向备用节点或者是最小资源开销节点上的动态迁移。相较于在双机热备基础上的设备高可用方案而言，虚拟机动态迁移方案的合理运用能够将相关的资源成本更为节约，具体来说，原因在于不需要針对每个虚拟机进行备用机设备创建，且实际应用进程当中所需的备用节点服务器相对较少或者是不常会用到。除此之外，实施虚拟机动态迁移方案则更为简单便捷一些。

1.2 在双机热备基础上的虚拟机设备高可用方案

纵观而言，该方案可谓是将虚拟化技术与双机热备技术有机融合在一起进行运用的方案措施，该方案能够在相应的服务器虚拟机集群环境中针对虚拟机单点设备故障问题展开有效解决。就目前的情况来看，基于双机热备的高可用集群方式相对较为成熟，其能够在进行虚拟化技术的有效运用基础上完成多个虚拟机设备的合理创建，且跟其他类型运行不同应用的物理机充分实现双机热备，实现由一对多，并获取相应的系统安全热备方案，与此同时，基于不同的物理机可进行虚拟机创建，进而得到相应的虚拟机双机热备方案。具体来说，双机热备主要指的是针对重要服务，可采用两台服务器设备，完成互相备份，完成对相同服务的有效执行。若是其中一台服务器设备产生故障问题，则另一台服务器设备将承担起对应的服务任务，为此不需人工参与则能够自动确保系统可实现连续地进行服务的有效提供。由此可见，双机热备中涉及使用的备用服务器能够针对出现主服务器故障问题保持服务不发生中断状况。此外，通常双机热备需配有能够实现共享的存储设备，特殊时候也可进行两台独立服务的设置。

2 相关优化措施方案

分析表明，传统意义上的虚拟机设备在其对应的动态迁移时期，针对虚拟机持续访问I/O等等行为难以拥有充足的设备保障能力，在此期间则会导致I/O请求操作及相关设备状态的丢失，所以说应该在动态迁移时期采用更为有效的技术充分确保虚拟机设备能够实现对I/O设备的持续访问。在此，针对虚拟机动态迁移时期设备的可用性进行不断强化则可采用设备代理模型，旨在帮助虚拟机动态迁移使其能够不间断连续地完成对I/O设备的访问。设备代理模型包括有三个板块的主要内容。

2.1 设备代理模块

该模块的主要任务是建立与远程服务节点对应设备代理之间的相互通信，与此同时，在虚拟机动态迁移使其，能够针对虚拟设备状态和I/O请求操作实施有效缓冲及转发行为，不存在有任何可觉察的宕机时间，在动态虚拟机迁移时期及完成之后，则允许虚拟机能够针对相应设备继续展开透明操作。

2.2 远程设备访问模块

完成动态迁移之后，在原节点位置能够针对虚拟机设备相关状态及对应的I/O请求操作实施有效处理，便于虚拟机在完成迁移以后还能够就原有I/O设备进行访问，在此基础上合理运用虚拟化设备，旨在给予远程访问设备更为良好的公共访问基础，其中远程访问设备指的是为经网络化的设备。

2.3 设备动态交换模块

该模块的主要任务在于允许虚拟机设备向物理设备的重新动态定向，完成动态迁移操作之后，由远程设备开始虚拟机能够实现向本地设备的动态交换。其中，虚拟设备实施的动态交换操作在未被察觉的时期，能够更高地服务于本地及网络虚拟机。除此之外，设备动态交换能够推动虚拟化集群系统对于所存在的负载均衡及容错等等问题的有效解决。

为实现虚拟机设备可用性的优化提升，则需在虚拟机动态迁移时期执行上述三个模块内容。采用设备代理模型提供不间断地可持续I/O服务，可实现整个系统设备可用性有效强化，使得动态迁移能够摆脱来自于对SNA集中存储设备的过度依赖，让动态迁移机制更为简化便捷。

3 结束语

综上，针对虚拟机设备的高可用技术展开研究是十分必要，为有效解决单点故障问题，可选用较为合理的设备代理模型，该手段的应用优势在于，可针对动态迁移时期的I/O操作及虚拟设备状态实施处理，使得虚拟机设备得以不间断连续完成对I/O设备的访问操作；摆脱对网络文件系统的依赖，使得虚拟机设备能够像在本地一样完成对I/O设备的远程访问；允许虚拟机重新动态地定向到物理设备。该模型能够大大提升虚拟机设备的可用性，起到良好的强化作用。

参考文献

[1]陈彬，蔡志平，肖侬，等.虚拟机管理器中面向虚拟块设备的一种通用快照扩展机制[J].计算机工程与科学，2011（05）.

[2]杨倩，高雅洁.虚拟机技术在远程教育中的应用[J].中国科技信息，2013（14）.

[3]陈彬，肖侬，蔡志平，等.基于优化的COW虚拟块设备的虚拟机按需部署机制[J].计算机学报，2009（10）.

[4]朱圣才，卢涵宇，王华军.基于KVM虚拟机的串口转发器的研究与设计[J].计算机测量与控制，2011（10）.

[5]李志伟，吴庆波，谭郁松.基于设备代理机制的虚拟机动态迁移技术研究[J].计算机应用研究，2009（4）.

[6]普冯强，黄东，史兴国.普适计算环境下的虚拟机技术研究[J].计算机工程，2011（20）.