UCloud虚拟化在线迁移优化实践（一）：KVM虚拟化跨机迁移原理

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假设将源物理机 SourceHost 的一个虚拟机 VM 迁移到目标物理机 DestHost，非共享存储虚拟机在线迁移过程的具体步骤如下。

准备阶段

Step.1 选择一台具有足够磁盘和内存资源的物理机 DestHost，并在 DestHost 上创建 VM 对应的系统盘和数据盘，同时选定接收迁移数据的 tcp 端口（如图 1.1 所示），这两个磁盘在 DestHost 和 SourceHost 上的路径必须完全一致。不同的是，DestHost 上初始创建的只是空盘，上面没有真实数据。

图 1.1 在目标端新建虚拟机镜像

Step.2 通过虚拟化管理软件 Libvirt 在 DestHost 上创建一个和 VM 同样配置的虚拟机 VM’，系统盘和数据盘使用 Step.1 中创建的系统盘和数据盘（如图 1.2 所示）。VM’当前是 paused 状态，虚拟机 VM’的 vcpu 处于暂停状态，同时虚拟机 VM’会通过监听一个内网的 tcp 端口来接收迁移数据。

图 1.2 在目标端创建新虚拟机

迁移阶段

Step.3 虚拟化管理层 Libvirt 给 VM 对应的 Qemu 进程发出一个迁移指令，并指定参数，例如指定 DestHost 为目标、需要迁移块设备、最大停机时间、迁移带宽限制等，然后迁移数据就会通过指定 tcp 链路传输给 DestHost 上的 VM’。需要注意，迁移数据的网络包不是经过 vswitch，而是直接从 SourceHost 的 ethx 网卡出，进到 DestHost 的 ethx，因为 VM’对应 Qemu 进程正作为 DestHost 一个用户态进程，监听在 ethx 对应的内网 ip（如图 1.3 所示）。

图 1.3 虚拟机迁移数据

Step.4 经过前面三步，虚拟机的数据就正式开始迁移，剩下的挑战是如何保证数据迁移的一致性，因为此时 VM 处于运行状态，里面时刻发生内存更新、磁盘 io 操作和设备状态变更，而 VM’是 paused 状态，只通过一个线程接收 VM 进程发过来的数据。

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