容器化虚拟机热迁移技术的设计与实现

摘要

随着互联网技术及其他各项科学技术的飞速发展，我们目前所处的社会正不断进步，各个行业所需要解决的问题也更加复杂和细致，而对于互联网技术而言，需要处理的数据也呈现爆炸性的增长，这就致使很多现存的系统无法满足业界急速增长的需求，在这样的社会环境下，云计算技术应运而生。容器技术作为云计算领域的新兴技术，因为不再需要为每个应用单独运行一个完整的操作系统而使得其运行环境极其轻量化，而容器镜像概念的引入也为应用的部署和升级带来了革命性的突破，使得一次构建，随时运行成为了可能。
　　而随着容器技术的普及，如何对容器进行热迁移，以维持服务集群的负载均衡以及满足众多要求不间断服务的业务就成了亟需解决的问题。本文基于容器化虚拟机Hyper设计并实现容器热迁移系统，以此来解决这些问题。
　　本文在遵循容器化虚拟机Hyper系统的设计的前提下，将新的容器启动模式引入到Hyper系统中，从而使得源端和目的端的设备状态保持一致。并改变了其镜像存储方式，创新性地将分布式存储技术引入到容器镜像存储中，极大加快了容器热迁移的速度。接下来，在保证松耦合的前提下，将热迁移模块嵌入Hyper系统，完成容器元数据和所依托的虚拟机的热迁移工作，并实现了网络管理模块对容器的IP地址和流量进行统一管理。最后，本文使用给出的系统测试样例进行了全面的系统测试，并对测试结果进行总结分析，论证了整个系统的可用性及优越性。
　　系统采用虚拟机热迁移、镜像分布式存储等关键技术，成功地将热迁移技术应用到Hyper系统中，实现了容器的热迁移技术，从而填补了容器界中热迁移技术的空白。

目录

声明

摘要

1．1 课题背景

1．2 课题目的及意义

1．3 课题研究现状

1．3．1 传统容器的迁移

1．3．2 容器化虚拟机的迁移

1．3．3 容器化虚拟机与传统容器热迁移的对比

1．4 课题研究目标与内容

1．4．1 课题研究目标

1．4．2 课题研究内容

1．5 本文组织与结构

1．6 本章小结

2．1 容器技术

2．1．1 容器技术的分类

2．1．2 容器镜像

2．2 虚拟机热迁移技术

2．2．1 预拷贝热迁移算法

2．2．2 后拷贝热迁移算法

2．3 分布式存储技术

2．3．1 Ceph存储系统

2．4 本章小结

3．1 系统设计目标

3．2 系统整体设计

3．3 网络管理模块整体设计

3．4 容器镜像管理模块整体设计

3．5 热迁移引擎整体设计

3．5．1 容器元数据热迁移整体设计

3．5．2 虚拟机热迁移整体设计

3．6 本章小结

第4章 系统详细设计与实现

4．1 系统详细设计

4．2 网络管理模块详细设计与实现

4．2．1 IP管理模块详细设计与实现

4．2．2 流量管理模块详细设计与实现

4．3 容器镜像管理模块详细设计与实现

4．4 热迁移引擎详细设计与实现

4．4．1 容器元数据热迁移详细设计与实现

4．4．2 虚拟机整体热迁移详细设计与实现

4．5 本章小结

第5章 系统测试与分析

5．1 测试用例和设计

5．2 测试环境配置信息

5．3 测试挝程

5．4 测试结果与分析

5．4．1 测试结果

5．4．2 结果分析

5．5 本章小结

第6章 总结与展望

参考文献

攻读硕士学位期间主要的研究成果

致谢