運用於雲端服務之虛擬機之封包察覺式容錯方法及系統、電腦可讀取之記錄媒體及電腦程式產品

專利類型

發明

專利國別 (專利申請國家)

中華民國

專利申請案號

105130142

專利證號

I 592796

專利獲證名稱

運用於雲端服務之虛擬機之封包察覺式容錯方法及系統、電腦可讀取之記錄媒體及電腦程式產品

專利所屬機關 (申請機關)

國立中央大學

獲證日期

2017/07/21

技術說明

隨著虛擬化技術的廣泛運用，提供各式各樣網際網路服務虛擬機也被部署到雲端服務上。虛擬化技術的容錯服務在保護mission-critical的服務上扮演重要的角色，因為它可以在不被使用者察覺的情況下讓這些服務提供不中斷的運行。而虛擬化容錯技術主要基於虛擬機的備援，也就是說，用來備援的虛擬機執行在一台實體主機上，而用來執行mission-critical服務的虛擬機則是在另外一台實體主機上執行，雙方透過continuous checkpointing的技術來維持不間斷的備份以復原的工作。continuous checkpointing透過不斷地從主要虛擬機把狀態checkpoint到備份虛擬機上，當主要虛擬機發生錯誤時，備份虛擬機即可在偵測到錯誤之後接手繼續執行原來在主要虛擬機上的工作。 我們的觀察發現，傳統的continuous checkpointing方法會經常停止主要虛擬機上的執行而嚴重影響其效能。因此，我們提出了一個新的設計名為M-FTVM，此方法以一個改良的live migration機制做初始化的同步，然後讓兩個虛擬機在處於同步狀態的情形下並行執行。所有進入主要虛擬機的封包均會被複製一份到備援虛擬機，而為了避免干擾，所有備援虛擬機的對外封包均會被屏蔽，直到主要虛擬機發生錯誤接手為止。 當主要虛擬機需要提供服務而輸出封包時，此封包會被緩存起來並轉送到備援主機，在確定收到來自於備援虛擬機的輸出封包是一致時才輸出。如果此時從備援虛擬機收到的封包是不同的，此即表示兩台虛擬機在此時間點處於不同步的狀態，主要虛擬機會驅使備援虛擬機同步至上一次儲存的checkpoint。任何磁碟的輸出也引發狀態同步的進行。此外，我們亦以同步時間點來分析整個同步流程，並提出提升效能的策略。 We propose a new design of the virtualization-based fault tolerance over KVM. it employs a modified live migration mechanism to make the first checkpoint, and then the synchronized VMs are activated concurrently. All incoming packets are duplicated to the backup VM, and all outputs of the backup VM are blocked except the outgoing packets, which are sent to the primary VM for comparison. When an output packet is generated in the primary VM, the primary VM buffers the output packet and expects the same one from the backup VM. The primary VM commits the output if the packets are the same. In the case that the paired output packets are inconsistent, or in the case that unexpected/missing packets in a given time slot occur, the paired VMs should trigger state synchronization based on the previous checkpoint. Any attempt of disk output from the paired VMs also triggers state synchronization. A timely-based strategy of state synchronization is enforced to improve its efficiency.

備註

本會(收文號1120022455)同意該校112年4月19日中大研產字第1121400419號函申請終止維護專利(國立中央大學)

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