题目：基于XEN虚拟机文件系统在线增量迁移与备份的设计与实现

虚拟机技术通过对硬件资源的虚拟化，可以在一台计算机上模拟多个相同的硬件平台，从而能够同时运行多个操作系统并实现相互隔离。XEN是英国剑桥大学开发的开源虚拟机平台，其在线迁移工具是在共享外存设备的物理主机之间迁移虚拟机的内存等资源，极为短暂的停机时间保证了迁移过程中虚拟机服务的持续可用。但是考虑到目前许多计算机系统由各自独立拥有本地外存的物理主机构成，现有迁移技术在这种场合下受到限制。为了拓宽XEN在线迁移机制的应用范围，使之能够应用于分散式外部存储的环境，本文在XEN在线迁移的基础上加入了对虚拟机外存状态的迁移，形成了一个虚拟机全系统迁移方案。本文首先给出了加入外存迁移后的全系统在线增量迁移的结构设计，即在迁移虚拟机内存之前，循环的预拷贝其外存数据至目的主机，以减少后续阶段需要同步的外存数量。然后通过设备驱动程序，netlink、socket等技术实现了外存的循环预拷贝。在停机阶段，通过socket仅传输外存的同步状态记录至目的主机，仍然保证非常短暂的停机时间。虚拟机在目的主机上启动之后，访问尚未同步的外存时，从源主机请求数据；同时，源主机依次将未同步的外存数据发送至目的主机，直到目的主机获得完整的最新外存状态。并且通过在虚拟机管理器中用bitmap记录虚拟机的外存访问，仅传输外存数据中发生更新的部分，这样就做到了对外存的增量迁移。我们将外存的增量迁移与XEN原有在线迁移利用各种同步机制结合在一起，从而实现了全系统的在线增量迁移。实验表明迁移过程的停机时间在300毫秒左右，较好地保持了迁移过程中虚拟机服务的可用性；通过增量的外存迁移，大大缩短了迁移的总体时间。