導讀	目前的遷移技術，都是通過向QEMUFILE中直接寫入裸內(nèi)存數(shù)據(jù)來達到傳送虛擬機的目的端，這種情況下，發(fā)送的數(shù)據(jù)量大，從而會導致更高的遷移時間(total time)和黑宕時間(downtime)。本文介紹的方法，在發(fā)送前對客戶機內(nèi)存進行壓縮，在目的端接收到內(nèi)存后，進行對數(shù)據(jù)進行解壓縮，從而恢復客戶機的內(nèi)存。

1.技術原理

使用帶壓縮技術的遷移后，傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總量會減少60%，總遷移時間減少70%+，同時宕機時間減少50%以上。一方面，壓縮/解壓縮的過程會消耗CPU周期而加大了遷移的時間；另一方面，總傳輸數(shù)據(jù)量的銳減，又會減少遷移時間。為了能夠進行高速的壓縮，本技術中使用了多線程并發(fā)的方式，提高壓縮的目前虛擬機中，使用ZLIB完成壓縮/解壓縮的工作。

在CPU相同的情況下，ZLIB官方給出，解壓縮的速度是壓縮速度的4倍。也就是說，如果遷移的源端和目的端處理器相同的情況下，使得壓縮線程數(shù)量是解壓縮線程數(shù)量的4倍就可以在資源消耗最小的情況下，取得最優(yōu)的壓縮為了更多的適應網(wǎng)絡狀況，虛擬機中引入了壓縮級別 -- Compression level。Compression level可以用來控制壓縮速率和壓縮比例。高的壓縮比率會消耗更多的時間，level 0就代表不進行壓縮， 1級代表最優(yōu)的壓縮速率， 9級代表了最好的壓縮比率(最多的壓縮時間)。我們可以選擇從0級到9級中的任意一個級別。

2. 多線程壓縮動態(tài)遷移技術的應用場景

壓縮/解壓縮時間將會消耗CPU周期。所以，如果整個系統(tǒng)CPU都被壓得非常滿的情況下，避免使用這個特性。當網(wǎng)絡帶寬有限，CPU資源又足夠充足的情況下，使用多線程壓縮動態(tài)遷移技術會帶來比較好的效果。當網(wǎng)絡充足且CPU資源充足的情況下，使用本技術也將會減少總遷移時間。

3. 多線程壓縮遷移技術使能方法 源端：

1. 啟動虛擬機

/home/liufeng/qemu-system-x86_64 -machine accel=kvm -hda ./disk0.img -m 2048 -vnc 192.168.2.106:0 -monitor stdio

2. 使能源端多線程壓縮動態(tài)遷移技術

a.) migrate_set_capabilitycompress on //使能壓縮 b.) migrate_set_parametercompress-threads 12 //12個壓縮線程 c.) migrate_set_parametercompress-level 1 //壓縮級別為1級

3. 開始遷移

migrate -d tcp:192.168.2.105:6666 目的端：

1. 啟動虛擬機

/home/liufeng/qemu-system-x86_64 -machine accel=kvm -hda /home/kvm/vm/disk/disk0.img -m 2048 -vnc 192.168.2.105:0 -monitor stdio -incoming tcp:192.168.2.105:6666

2. 使能目的端多線程壓縮動態(tài)遷移技術

a.) migrate_set_capabilitycompress on b.) migrate_set_parametercompress-level 1 c.) migrate_set_parameterdecompress-threads 3 //3個壓縮線程

3. 等待遷移完成

4. 效果驗證 運行環(huán)境:

CPU: Intel(R) Xeon(R) CPU E5-2650 v3 @2.30GHz
Logic core: 40
Socket : 2
RAM: 128G
NIC: 1000baseT/Full
Host OS: CentOSLinux release 7.2.1511 (Core) 64-bit
Guest OS: CentOS Linux release 7.2.1511 (Core) 64-bit

a. 情況一：帶寬無限制，CPU充足

?	原動態(tài)遷移	多線程壓縮技術動態(tài)遷移 壓縮級別： 1 壓縮線程數(shù)： 12 解壓縮線程數(shù)：3
遷移總時間(msec):	9536	4466
Downtime時間(msec):	34	22
傳輸數(shù)據(jù)量(KB)	307783	140445

效果：總的遷移時間減少50%；downtime時間減少35%

b. 情況二：帶寬有限制情況，CPU充足

?	原動態(tài)遷移	多線程壓縮技術動態(tài)遷移 壓縮級別： 1 壓縮線程數(shù)： 12 解壓縮線程數(shù)：3
遷移總時間(msec):	11720	5652
Downtime時間(msec):	169	21
傳輸數(shù)據(jù)量(KB)	311554	140189

效果：總遷移時間減少了200%,downtime時間減少了800%

5. 代碼實現(xiàn)分析

虛擬機實現(xiàn)代碼分析如下(本分析基于：QEMU 2.5)：

1. 在啟動migration過程中，如果發(fā)現(xiàn)使能了多線程壓縮技術，則創(chuàng)建壓縮線程

2. 遷移開始后，使用多線程壓縮技術

有migration_thread()進行遷移工作，在iterator和complete階段，如果發(fā)現(xiàn)使能了多線程壓縮技術，則通過compress_page_with_multi_thread()完成數(shù)據(jù)的壓縮和發(fā)送

3. 通過zlib的compress2()函數(shù)完成數(shù)據(jù)的壓縮，并通過QEMU-FILE發(fā)送

最終在compress_page_with_multi_thread()中激活壓縮線程，通過zlib的compress2()函數(shù)完成數(shù)據(jù)的壓縮，并通過QEMU-FILE發(fā)送

6. 可優(yōu)化點

1. 壓縮算法

a. 目前使用的是開源zlib庫完成壓縮，還有其他壓縮庫的壓縮方式可以提供，以便適應更多的場景

b. 商業(yè)壓縮庫有著更好的效率

c. 通過FPGA進行硬件輔助壓縮

2. 壓縮策略

a. 虛擬機遷移算法自適應所有網(wǎng)絡，對網(wǎng)絡進行測試（是否滿足上面的公式），然后形成反饋因子輸入到遷移算法中，遷移算法根據(jù)反饋因子決定使用的壓縮算法、壓縮級別或者根本不壓縮，達到在所有網(wǎng)絡狀況下而縮短downtime的目的。

轉載于:https://www.cnblogs.com/linux130/p/5501368.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的QEMU-KVM中的多线程压缩迁移技术的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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