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OpenStack之虚机热迁移代码解析

xioaxu790 发表于 2014-10-30 21:25:03 [显示全部楼层] 回帖奖励 阅读模式 关闭右栏 0 13772
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本帖最后由 pig2 于 2014-10-31 00:18 编辑
问题导读

1、使用热迁移，有什么好处？
2、如果实例处于错误的状态，迁移怎么实现？
3、VM迁移，是根据什么来检索libvirt域对象的？






话说虚机迁移分为冷迁移以及热迁移，所谓热迁移用度娘的话说即是：热迁移（Live Migration，又叫动态迁移、实时迁移），即虚机保存/恢复(Save/Restore)：将整个虚拟机的运行状态完整保存下来，同时可以快速的恢复到原有硬件平台甚至是不同硬件平台上。恢复以后，虚机仍旧平滑运行，用户不会察觉到任何差异。OpenStack的虚机迁移是基于Libvirt实现的，下面来看看Openstack虚机热迁移的具体代码实现。

　　首先，由API入口进入到nova/api/openstack/compute/contrib/admin_actions.py
  1.  @wsgi.action('os-migrateLive')

  2.    def _migrate_live(self, req, id, body):

  3.        """Permit admins to (live) migrate a server to a new host."""

  4.          context = req.environ["nova.context"]

  5.         authorize(context, 'migrateLive')

  6.  

  7.          try:

  8.            block_migration = body["os-migrateLive"]["block_migration"]

  9.             disk_over_commit = body["os-migrateLive"]["disk_over_commit"]

  10.             host = body["os-migrateLive"]["host"]

  11.         except (TypeError, KeyError):

  12.             msg = _("host, block_migration and disk_over_commit must "

  13.                    "be specified for live migration.")

  14.             raise exc.HTTPBadRequest(explanation=msg)

  15.  

  16.         try:

  17.             block_migration = strutils.bool_from_string(block_migration,

  18.                                                          strict=True)

  19.             disk_over_commit = strutils.bool_from_string(disk_over_commit,

  20.                                                           strict=True)

  21.         except ValueError as err:

  22.              raise exc.HTTPBadRequest(explanation=str(err))

  23.  

  24.         try:

  25.             instance = self.compute_api.get(context, id, want_objects=True)

  26.             self.compute_api.live_migrate(context, instance, block_migration,

  27.                                            disk_over_commit, host)

  28.         except (exception.ComputeServiceUnavailable,

  29.                 exception.InvalidHypervisorType,

  30.                  exception.UnableToMigrateToSelf,

  31.                  exception.DestinationHypervisorTooOld,

  32.                 exception.NoValidHost,

  33.                  exception.InvalidLocalStorage,

  34.                  exception.InvalidSharedStorage,

  35.                exception.MigrationPreCheckError) as ex:

  36.             raise exc.HTTPBadRequest(explanation=ex.format_message())

  37.          except exception.InstanceNotFound as e:

  38.              raise exc.HTTPNotFound(explanation=e.format_message())

  39.          except exception.InstanceInvalidState as state_error:

  40.              common.raise_http_conflict_for_instance_invalid_state(state_error,

  41.                     'os-migrateLive')

  42.          except Exception:

  43.             if host is None:

  44.                 msg = _("Live migration of instance %s to another host "

  45.                          "failed") % id

  46.             else:

  47.                  msg = _("Live migration of instance %(id)s to host %(host)s "

  48.                          "failed") % {'id': id, 'host': host}

  49.              LOG.exception(msg)

  50.              # Return messages from scheduler

  51.              raise exc.HTTPBadRequest(explanation=msg)

  52. 

  53.          return webob.Response(status_int=202)
复制代码



　　  这里第一行可以看到是与API文档的第二行照应的：
  1. {

  2.      "os-migrateLive": {

  3.          "host": "0443e9a1254044d8b99f35eace132080",

  4.          "block_migration": false,

  5.          "disk_over_commit": false

  6.      }

  7.  }
复制代码



　　好了，源码中其实执行迁移工作的就是第26、27行的一条语句：
  1.  self.compute_api.live_migrate(context, instance, block_migration,

  2.                                           disk_over_commit, host)
复制代码



　　由这句进入到nova/compute/api.py中，源码如下：
  1.     @check_instance_cell

  2.     @check_instance_state(vm_state=[vm_states.ACTIVE])

  3.     def live_migrate(self, context, instance, block_migration,

  4.                       disk_over_commit, host_name):

  5.         """Migrate a server lively to a new host."""

  6.          LOG.debug(_("Going to try to live migrate instance to %s"),

  7.                   host_name or "another host", instance=instance)

  8. 

  9.         instance.task_state = task_states.MIGRATING

  10.          instance.save(expected_task_state=[None])

  11.  

  12.          self.compute_task_api.live_migrate_instance(context, instance,

  13.                  host_name, block_migration=block_migration,

  14.                  disk_over_commit=disk_over_commit)
复制代码




　　第2行是一个装饰器，用于在进入API方法之前，检测虚拟机和/或任务的状态， 如果实例处于错误的状态，将会引发异常；接下来实时迁移虚机到新的主机，并将虚机状态置于“migrating”,然后由12行进入nova/conductor/api.py
  1.  def live_migrate_instance(self, context, instance, host_name,

  2.          scheduler_hint = {'host': host_name}

  3.         self._manager.migrate_server(

  4.              context, instance, scheduler_hint, True, False, None,

  5.             block_migration, disk_over_commit, None)
复制代码


　　将主机名存入字典scheduler_hint中，然后调用nova/conductor/manager.py方法migrate_server,
  1.  def migrate_server(self, context, instance, scheduler_hint, live, rebuild,

  2.             flavor, block_migration, disk_over_commit, reservations=None):

  3.          if instance and not isinstance(instance, instance_obj.Instance):

  4.             # NOTE(danms): Until v2 of the RPC API, we need to tolerate

  5.              # old-world instance objects here

  6.             attrs = ['metadata', 'system_metadata', 'info_cache',

  7.                       'security_groups']

  8.             instance = instance_obj.Instance._from_db_object(

  9.                context, instance_obj.Instance(), instance,

  10.                 expected_attrs=attrs)

  11.         if live and not rebuild and not flavor:

  12.              self._live_migrate(context, instance, scheduler_hint,

  13.                                 block_migration, disk_over_commit)

  14.         elif not live and not rebuild and flavor:

  15.             instance_uuid = instance['uuid']

  16.              with compute_utils.EventReporter(context, self.db,

  17.                                           'cold_migrate', instance_uuid):

  18.                  self._cold_migrate(context, instance, flavor,

  19.                                     scheduler_hint['filter_properties'],

  20.                                     reservations)

  21.          else:

  22.             raise NotImplementedError()
复制代码


　　由于在nova/conductor/api.py中传过来的参数是
  1.  self._manager.migrate_server(

  2.             context, instance, scheduler_hint, True, False, None,

  3.              block_migration, disk_over_commit, None)
复制代码


　　因此live是True，rebuild是Flase,flavor是None，执行第12、13行代码：
  1.  if live and not rebuild and not flavor:

  2.             self._live_migrate(context, instance, scheduler_hint,

  3.                                block_migration, disk_over_commit) 
复制代码



　　_live_migrate代码如下：
  1.  def _live_migrate(self, context, instance, scheduler_hint,

  2.                      block_migration, disk_over_commit):

  3.          destination = scheduler_hint.get("host")

  4.          try:

  5.             live_migrate.execute(context, instance, destination,

  6.                              block_migration, disk_over_commit)

  7.        except (exception.NoValidHost,

  8.                 exception.ComputeServiceUnavailable,

  9.                 exception.InvalidHypervisorType,

  10.                 exception.InvalidCPUInfo,

  11.                 exception.UnableToMigrateToSelf,

  12.                 exception.DestinationHypervisorTooOld,

  13.                 exception.InvalidLocalStorage,

  14.                 exception.InvalidSharedStorage,

  15.                 exception.HypervisorUnavailable,

  16.                 exception.MigrationPreCheckError) as ex:

  17.              with excutils.save_and_reraise_exception():

  18.                  #TODO(johngarbutt) - eventually need instance actions here

  19.                 request_spec = {'instance_properties': {

  20.                     'uuid': instance['uuid'], },

  21.                 }

  22.                 scheduler_utils.set_vm_state_and_notify(context,

  23.                          'compute_task', 'migrate_server',

  24.                         dict(vm_state=instance['vm_state'],

  25.                             task_state=None,

  26.                               expected_task_state=task_states.MIGRATING,),

  27.                         ex, request_spec, self.db)

  28.          except Exception as ex:

  29.              LOG.error(_('Migration of instance %(instance_id)s to host'

  30.                         ' %(dest)s unexpectedly failed.'),

  31.                         {'instance_id': instance['uuid'], 'dest': destination},

  32.                         exc_info=True)

  33.              raise exception.MigrationError(reason=ex)

复制代码



　　首先，第三行中将主机名赋给destination,然后执行迁移，后面的都是异常的捕捉，执行迁移的代码分为两部分，先看第一部分，在nova/conductor/tasks/live_migrate.py的184行左右：
  1. def execute(context, instance, destination,

  2.              block_migration, disk_over_commit):

  3.     task = LiveMigrationTask(context, instance,

  4.                               destination,

  5.                              block_migration,

  6.                              disk_over_commit)

  7.     #TODO(johngarbutt) create a superclass that contains a safe_execute call

  8.     return task.execute()
复制代码



　　先创建包含安全执行回调的超类，然后返回如下函数也即执行迁移的第二部分代码，在54行左右：
  1.  def execute(self):

  2.         self._check_instance_is_running()

  3.         self._check_host_is_up(self.source)

  4. 

  5.          if not self.destination:

  6.             self.destination = self._find_destination()

  7.          else:

  8.             self._check_requested_destination()

  9. 

  10.          #TODO(johngarbutt) need to move complexity out of compute manager

  11.         return self.compute_rpcapi.live_migration(self.context,

  12.                  host=self.source,

  13.                  instance=self.instance,

  14.                 dest=self.destination,

  15.                  block_migration=self.block_migration,

  16.                  migrate_data=self.migrate_data)

  17.                  #TODO(johngarbutt) disk_over_commit?
复制代码



　　这里有三部分内容：

如果目前主机不存在，则由调度算法选取一个目标主机，并且进行相关的检测，确保能够进行实时迁移操作；
如果目标主机存在，则直接进行相关的检测操作，确保能够进行实时迁移操作；
执行迁移操作。
　　前两部分不再赘述，直接看第三部分代码，在nova/compute/rpcapi.py中：
  1.  def live_migration(self, ctxt, instance, dest, block_migration, host,

  2.                       migrate_data=None):

  3.         # NOTE(russellb) Havana compat

  4.         version = self._get_compat_version('3.0', '2.0')

  5.         instance_p = jsonutils.to_primitive(instance)

  6.         cctxt = self.client.prepare(server=host, version=version)

  7.          cctxt.cast(ctxt, 'live_migration', instance=instance_p,

  8.                     dest=dest, block_migration=block_migration,

  9.                     migrate_data=migrate_data)
复制代码



　　热迁移开始执行：
  1.  def live_migration(self, context, instance, dest,

  2.                        post_method, recover_method, block_migration=False,

  3.                         migrate_data=None):

  4.          """Spawning live_migration operation for distributing high-load.

  5. 

  6.         :param context: security context

  7.         :param instance:

  8.              nova.db.sqlalchemy.models.Instance object

  9.             instance object that is migrated.

  10.          :param dest: destination host

  11.         :param post_method:

  12.             post operation method.

  13.              expected nova.compute.manager.post_live_migration.

  14.         :param recover_method:

  15.              recovery method when any exception occurs.

  16.              expected nova.compute.manager.recover_live_migration.

  17.          :param block_migration: if true, do block migration.

  18.          :param migrate_data: implementation specific params

  19.  

  20.          """

  21.  

  22.          greenthread.spawn(self._live_migration, context, instance, dest,

  23.                           post_method, recover_method, block_migration,

  24.                           migrate_data)
复制代码



　　这个方法中建立一个绿色线程来运行方法_live_migration，来执行实时迁移； 主要是调用libvirt python接口方法virDomainMigrateToURI，来实现从当前主机迁移domain对象到给定的目标主机；

　　spawn：建立一个绿色线程来运行方法“func(*args, **kwargs)”，这里就是来运行方法_live_migration；

　　 _live_migration：执行实时迁移； 主要是调用libvirt python接口方法virDomainMigrateToURI，来实现从当前主机迁移domain对象到给定的目标主机；

　　　接着在绿色线程中调用_live_migration方法：
  1.  def _live_migration(self, context, instance, dest, post_method,

  2.                         recover_method, block_migration=False,

  3.                        migrate_data=None):

  4.         """Do live migration.

  5.  

  6.         :param context: security context

  7.          :param instance:

  8.             nova.db.sqlalchemy.models.Instance object

  9.              instance object that is migrated.

  10.          :param dest: destination host

  11.          :param post_method:

  12.              post operation method.

  13.              expected nova.compute.manager.post_live_migration.

  14.        :param recover_method:

  15.              recovery method when any exception occurs.

  16.              expected nova.compute.manager.recover_live_migration.

  17.          :param block_migration: if true, do block migration.

  18.          :param migrate_data: implementation specific params

  19.          """ 

  20.          # Do live migration.

  21.          try:

  22.              if block_migration:

  23.                  flaglist = CONF.libvirt.block_migration_flag.split(',')

  24.              else:

  25.                 flaglist = CONF.libvirt.live_migration_flag.split(',')

  26.              flagvals = [getattr(libvirt, x.strip()) for x in flaglist]

  27.              logical_sum = reduce(lambda x, y: x | y, flagvals)

  28.  

  29.             dom = self._lookup_by_name(instance["name"])

  30.              dom.migrateToURI(CONF.libvirt.live_migration_uri % dest,

  31.                              logical_sum,

  32.                              None,

  33.                              CONF.libvirt.live_migration_bandwidth)

  34. 

  35.          except Exception as e:

  36.              with excutils.save_and_reraise_exception():

  37.                 LOG.error(_("Live Migration failure: %s"), e,

  38.                           instance=instance)

  39.                 recover_method(context, instance, dest, block_migration)

  40.  

  41.          # Waiting for completion of live_migration.

  42.         timer = loopingcall.FixedIntervalLoopingCall(f=None)

  43. 

  44. if block_migration:

  45.                  flaglist = CONF.libvirt.block_migration_flag.split(',')
复制代码



　　这个获取块迁移标志列表，block_migration_flag：这个参数定义了为块迁移设置迁移标志。 
  1.   else:

  2.                  flaglist = CONF.libvirt.live_migration_flag.split(',')

  3.             flagvals = [getattr(libvirt, x.strip()) for x in flaglist]

  4.             logical_sum = reduce(lambda x, y: x | y, flagvals)
复制代码



　　这部分获取实时迁移标志列表，live_migration_flag这个参数定义了实时迁移的迁移标志。 
  1.  dom = self._lookup_by_name(instance["name"])
复制代码


　　根据给定的实例名称检索libvirt域对象。
  1.  timer = loopingcall.FixedIntervalLoopingCall(f=None)
复制代码


　　获取等待完成实时迁移的时间。

　　热迁移代码部分至此结束。


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