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ZStack Cloud 4.4.24新功能:内存快照技术详解
2022-08-18 17:56

内存快照,顾名思义,是包含云主机运行时内存状态的快照。在近期发布的ZStack Cloud 4.4.24中,新增支持云主机内存快照。该功能主要基于快照组实现,在快照组已提供磁盘一致性的基础上,新增提供应用一致性,进一步确保数据完整性。内存快照支持以快照组为单位进行恢复,同时还能额外恢复当时内存快照中的网卡、光驱等配置。本文主要从技术实现出发,带您深入了解ZStack Cloud内存快照功能。


一、技术背景

ZStack Cloud内存快照主要基于Libvirt接口实现,我们可通过virsh命令的帮助信息了解相关参数。

1、创建内存快照

001.png

从上述命令可见,通过[--disk-only],可创建磁盘快照;通过[--memspec]以及[--diskspec],可指定对应的快照类型、快照文件名等信息。

在指定[memspec]的情况下,Libvirt会额外执行一段保存云主机运行时状态信息的逻辑(实际上通过云主机热迁移实现),最终将云主机对应的元数据和运行时状态信息写入到[memspec]指定的文件中。将该机制反推,即可将已保存的云主机运行时状态信息恢复,云主机可恢复到快照创建时的状态。

此外,也许您还会好奇,云主机运行时创建快照如何保证内存一致性?其实,在创建内存快照时,会在获取内存状态之前暂停云主机,由于服务暂停,从而保证了创建内存快照那一时刻的内存一致性。

2、恢复内存快照

002.png

从上述命令可见,通过[--file],可指定待恢复的内存快照文件路径。

通过[--xml],可指定待恢复的云主机xml配置文件,该xml配置文件需与内存快照已保存的xml配置文件保持一致,否则内存快照恢复失败;若不指定[--xml],则会按照内存快照已保存的xml配置文件进行恢复。

此外,还可通过[--running]或[--paused],指定恢复后的云主机状态(运行或暂停)。


二、 技术原理

ZStack Cloud内存快照技术原理可分为以下三个部分:

  • 保存设备信息

  • 创建内存快照

  • 恢复内存快照

1、保存设备信息

在“技术背景”章节已提到,保存云主机运行时状态信息的逻辑,实际上通过云主机热迁移实现。

基于该背景可得知,执行创建/恢复快照组操作,其中已隐含云主机支持热迁移的前提条件。若仅针对Libvirt层面,直接恢复内存快照就能完成云主机的恢复,但这样会造成其它问题,比如在外部快照场合,若直接恢复内存快照,将直接读写一个只读的快照文件,这是我们不希望发生的。

因此,引入保存设备信息机制,可确保恢复的云主机配置是我们所需要的。云主机热迁移对相应设备的地址信息也有要求。

通过保存设备信息机制,云主机虚拟设备的地址信息被固定,结合之前物理设备地址信息保留的逻辑,从而实现设备定制信息的固定。

此外,保存设备信息机制还有存档功能,支持保留创建内存快照时刻对应的云主机相关虚拟资源信息。在创建内存快照后,即使云主机配置变化(比如修改网卡、光驱等),也可将云主机恢复到创建内存快照时刻的状态。

2、创建内存快照

引入保存设备信息机制,创建内存快照已具备实现基础,即:可以保存设备地址和设备配置信息。

创建包含内存快照的快照组,实质问题是:如何处理内存快照在快照组中的映射关系?为解决该问题,我们新增Memory类型云盘作为内存快照,考虑到内存快照也通过主存储保存,只需调整云盘逻辑,即可让内存快照与其它云盘保持逻辑抽象的统一。

1-内存快照-Memory类型.png

内存快照-Memory类型

此外,在创建快照组时,需再次建立快照组和设备信息的关联关系,用于快照组恢复。该关联关系在删除内存快照时连带删除。

3、恢复内存快照

内存快照需基于快照组进行恢复。恢复内存快照与恢复其它快照在实现逻辑上差别不大。不同的是,恢复内存快照,会根据快照组和设备信息的关联关系,先将存档设备信息还原到当前云主机上,并对云主机配置及设备做一系列检查,当云主机配置及设备还原后,再进行正式的数据面恢复。


三、技术特色

1、易用性

创建内存快照并未新增功能入口,可直接通过创建快照组的功能入口实现。在创建快照组界面,选择创建内存快照,创建出的快照组将包含内存快照。恢复快照组,也可选择是否同时恢复内存快照,针对不同使用场景灵活选择。

2-创建内存快照.png

图2 创建内存快照

2、实用性

内存快照本身是确保虚拟化场景具备更好可用性的基础功能。此外,通过内存快照,可让云主机在一定程度上规避因变更配置带来的风险。

3、扩展性

恢复内存快照,支持额外恢复当时内存快照中的云主机配置(比如网卡、光驱等)。

4、适用性

目前,除Ceph之外的其它主存储类型均支持内存快照功能。


四、 技术价值

内存快照支持捕获某一精确时刻的云主机内存状态。比如正在升级中的软件,若具备内存快照,当升级未按预期完成,或升级后不符合预期,可直接恢复内存快照,将软件快速回滚至升级之前的状态。

对于业务连续性要求苛刻的系统,如需进行升级或调整(不关机),可先创建内存快照,保证应用一致性,再开始进行业务变更。若突发异常,则可直接恢复内存快照,将业务系统快速恢复至升级或调整之前的状态。


五、结束语

云轴科技ZStack作为一家自主创新、专注产品化的云计算公司,打造好用的云产品,降低用户云计算使用门槛,是我们一直以来秉持的理念和践行方向。内存快照功能的推出,让ZStack Cloud快照功能更加完善,进一步保证用户数据完整性。未来,我们会继续推出更多丰富好用的云计算产品功能,为用户创造价值。

升级提醒

若您选择升级至4.0.0及之后版本,请注意以下功能调整:

1. 云路由器全面升级为VPC路由器,云路由网络全面升级为VPC网络,不再单独设云路由器页面。升级全程无感知,相关业务不受任何影响。

2. 企业管理账号体系取代用户组与用户,不再单独设用户/用户组页面,不可再使用用户/用户组账号登录云平台。升级前,请先将“用户组与用户”纳管的账号数据妥善迁移至“企业管理”纳管,再执行升级操作。注意:对于admin创建并具备admin权限的用户账号同步取消,如有需要,可使用企业管理账号体系中的平台管理员实现相同功能。

3. 调整AD/LDAP与账户的对接管理方式,统一由企业管理纳管,不再单独设AD/LDAP页面。升级前,请先将“账户”对接纳管的AD/LDAP账号数据妥善迁移至“企业管理”纳管,再执行升级操作。

如对上述升级提醒有任何疑问或需要升级帮助,请联系ZStack官方技术支持

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