虚拟机迁移的三种类型，虚拟机迁移过程中,迁移源主机在步骤

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本文目录导读：

1. 虚拟机迁移的类型
2. 虚拟机迁移过程中迁移源主机的步骤

《虚拟机迁移类型及迁移源主机在迁移过程中的步骤深度剖析》

虚拟机迁移的类型

（一）基于冷迁移

1、概念

- 冷迁移是指在虚拟机处于关机状态下进行的迁移，这种迁移方式相对简单，因为虚拟机没有正在运行的业务，不存在数据在迁移过程中的动态变化问题。

- 在冷迁移过程中，主要迁移的是虚拟机的配置文件和存储在磁盘上的数据，虚拟机的硬件配置信息，包括CPU、内存、磁盘、网络等设备的配置参数，这些信息以特定的文件格式存储在源主机的存储系统中。

2、适用场景

- 当需要对虚拟机进行大规模的硬件升级或者将虚拟机从一个数据中心迁移到另一个数据中心，并且对业务的即时性要求不高时，冷迁移是一种比较合适的选择，企业计划将部分虚拟机从老旧的数据中心迁移到新建设的数据中心，新数据中心的网络架构、存储系统等都与旧的有所不同，由于可以提前安排虚拟机的关机时间，冷迁移能够在不影响正常业务运行的情况下，安全地完成迁移任务。

- 对于一些需要进行深度系统维护或者重新配置的虚拟机，冷迁移也能提供便利，当需要对虚拟机的操作系统进行重大升级，如从Windows Server 2012升级到Windows Server 2019时，先将虚拟机关机，然后进行冷迁移到一个具有合适资源的主机上，再进行操作系统升级，可以降低升级过程中的风险。

（二）基于热迁移

1、概念

- 热迁移是指在虚拟机保持运行状态下进行的迁移，这是一种更为复杂的迁移方式，因为在迁移过程中，虚拟机的内存数据、磁盘数据和网络连接等都需要在不中断业务的情况下进行迁移。

- 对于内存数据的迁移，热迁移技术需要采用特殊的算法来确保数据的一致性，通常会先将虚拟机的内存数据进行迭代复制，在复制过程中，会记录下内存中数据的变化情况，采用预拷贝（Pre - copy）技术，先将大部分内存数据快速复制到目标主机，然后在后续的迭代过程中，逐步将剩余的内存数据和在复制过程中发生变化的数据复制过去。

- 对于磁盘数据，热迁移一般采用共享存储或者基于存储镜像的技术，如果是共享存储，虚拟机的磁盘数据实际上存储在一个共享的存储设备上，如存储区域网络（SAN）或网络附属存储（NAS），在迁移过程中，虚拟机对磁盘数据的访问路径从源主机切换到目标主机，但数据本身的存储位置不变，如果是基于存储镜像的技术，则需要在源主机和目标主机之间建立磁盘数据的镜像关系，确保在迁移过程中磁盘数据的一致性。

- 网络连接方面，热迁移需要保证虚拟机的网络标识（如MAC地址、IP地址等）在迁移前后保持不变，并且网络流量能够平滑地从源主机切换到目标主机，这可能涉及到网络设备（如交换机）的配置调整，以及虚拟网络层（如软件定义网络中的虚拟交换机）的重新配置。

2、适用场景

- 热迁移适用于对业务连续性要求极高的场景，在大型企业的核心业务系统中，如金融机构的在线交易系统、电信运营商的核心网络服务系统等，这些系统需要7×24小时不间断运行，当需要对承载这些系统的虚拟机进行主机硬件升级、资源优化（如将虚拟机从一个资源紧张的主机迁移到一个资源充裕的主机）或者进行数据中心的负载均衡调整时，热迁移能够在不影响业务运行的情况下完成这些操作。

- 对于一些云计算服务提供商来说，热迁移也是提供高可用性服务的关键技术，当某个物理主机出现故障或者需要进行维护时，通过热迁移可以将运行在该主机上的虚拟机快速迁移到其他正常的主机上，从而保证用户业务的正常运行，提高用户的满意度。

（三）基于存储迁移

1、概念

- 存储迁移是指仅对虚拟机的存储数据进行迁移，而虚拟机的运行状态（如果虚拟机处于运行状态）或者配置信息（如果虚拟机处于关机状态）在源主机上保持不变。

- 在存储迁移过程中，如果虚拟机处于运行状态，需要确保虚拟机对存储数据的访问不受影响，这可能涉及到存储系统的分层技术、缓存技术等的应用，采用存储分层技术，将虚拟机经常访问的数据存储在高速存储层（如固态硬盘层），而将不经常访问的数据存储在低速存储层（如机械硬盘层），在存储迁移过程中，需要根据数据的访问频率和重要性，合理安排数据的迁移顺序。

- 如果虚拟机处于关机状态，存储迁移主要关注的是如何高效地将虚拟机的磁盘镜像文件从一个存储位置迁移到另一个存储位置，这可能需要考虑存储设备之间的带宽、存储文件系统的兼容性等因素。

2、适用场景

- 当企业需要对存储系统进行升级或者优化时，存储迁移是一种必要的手段，企业决定将原有的基于传统磁盘阵列的存储系统升级为全闪存存储系统，以提高存储性能，对于运行在虚拟机上的业务系统，通过存储迁移可以将虚拟机的存储数据从旧的存储系统迁移到新的全闪存存储系统，而不需要对虚拟机进行重新配置或者重启（如果采用热存储迁移技术）。

- 在进行数据中心整合或者存储资源重新分配时，存储迁移也发挥着重要作用，当企业发现某些存储设备的利用率过低，而另一些存储设备的利用率过高时，可以通过存储迁移将虚拟机的存储数据在不同的存储设备之间进行重新分配，以提高整个存储系统的资源利用率。

虚拟机迁移过程中迁移源主机的步骤

（一）冷迁移中迁移源主机的步骤

1、准备阶段

- 管理员需要在源主机上确定要进行冷迁移的虚拟机，这可能需要通过虚拟机管理平台进行操作，管理员登录到管理平台后，查看虚拟机的列表，根据业务需求或者迁移计划选择要迁移的虚拟机。

- 管理员需要检查虚拟机的状态，确保虚拟机处于关机状态，如果虚拟机处于开机状态，需要按照正常的关机流程关闭虚拟机，这可能涉及到虚拟机操作系统内部的关机操作，例如在Windows虚拟机中，通过“开始”菜单中的“关机”选项关闭系统；在Linux虚拟机中，使用“shutdown -h now”等命令关闭系统。

- 管理员需要记录下虚拟机的相关配置信息，包括硬件配置（如CPU核心数、内存大小、磁盘容量和类型等）和网络配置（如网络接口类型、IP地址、子网掩码等），这些信息将在目标主机上用于重新创建虚拟机。

2、数据迁移阶段

- 源主机将虚拟机的配置文件和存储在磁盘上的数据进行打包，对于配置文件，可能会将其转换为一种标准的格式，以便在目标主机上能够被正确识别和解析，对于磁盘数据，根据存储系统的不同，可能会采用不同的方式进行处理，如果是本地磁盘存储，可能会直接读取磁盘上的数据块并进行打包；如果是基于网络存储（如NAS或SAN），则可能会通过网络协议（如NFS或iSCSI）从存储设备上获取数据并打包。

- 源主机将打包好的数据通过网络传输到目标主机，在传输过程中，需要确保网络的稳定性，以避免数据传输中断，如果网络出现故障，可能需要重新进行数据传输，传输的速度取决于网络带宽和数据量的大小，如果虚拟机的磁盘数据量较大，而网络带宽有限，那么数据传输可能会花费较长的时间。

3、清理阶段

- 在数据成功传输到目标主机后，源主机需要对本地存储中的虚拟机相关数据进行清理，这包括删除虚拟机的配置文件和磁盘数据（如果不再需要保留备份），在删除数据时，需要按照存储系统的操作规范进行操作，以确保数据的彻底删除并且不会对存储系统的正常运行造成影响。

- 源主机还需要更新虚拟机管理平台中的相关记录，表明该虚拟机已经成功迁移，并且在源主机上不再存在，这有助于保持虚拟机管理平台中数据的准确性，方便后续的管理和监控工作。

（二）热迁移中迁移源主机的步骤

1、准备阶段

- 源主机首先要检测虚拟机是否满足热迁移的条件，这包括检查虚拟机的操作系统是否支持热迁移（某些旧版本的操作系统可能不支持热迁移功能），虚拟机的运行状态是否正常（没有出现严重的系统故障或者资源耗尽的情况），以及源主机和目标主机之间的网络连接是否正常。

- 源主机与目标主机进行通信，协商热迁移的相关参数，这些参数包括内存数据的传输方式（如预拷贝的轮数、每次拷贝的内存块大小等）、磁盘数据的处理方式（如是否采用共享存储，以及共享存储的访问权限等）和网络连接的切换方式（如如何保持虚拟机的网络标识不变等）。

- 源主机开始对虚拟机的内存数据进行初始拷贝，在这个过程中，源主机采用特定的算法（如前面提到的预拷贝算法）将虚拟机的部分内存数据快速复制到目标主机，源主机会建立一个内存数据变化的日志记录机制，用于记录在后续拷贝过程中内存数据的变化情况。

2、数据迁移阶段

- 在初始拷贝完成后，源主机进入迭代拷贝阶段，在这个阶段，源主机会根据内存数据变化的日志记录，将剩余的内存数据以及在拷贝过程中发生变化的数据逐步复制到目标主机，每次迭代都会更新日志记录，确保数据的准确性，这个过程可能会持续多个轮次，直到源主机认为内存数据已经足够安全地迁移到目标主机。

- 对于磁盘数据，如果采用共享存储方式，源主机不需要对磁盘数据进行额外的迁移操作，只需要将虚拟机对磁盘数据的访问路径从源主机切换到目标主机，如果采用存储镜像方式，源主机需要与目标主机协同工作，确保磁盘数据的镜像关系在迁移过程中保持一致，这可能涉及到数据块的同步、校验等操作。

- 在内存和磁盘数据迁移的同时，源主机还需要与网络设备（如交换机）和虚拟网络层（如虚拟交换机）进行协作，为网络连接的切换做准备，这包括向网络设备发送通知，告知即将进行虚拟机的网络连接切换，以及调整虚拟网络层中的相关配置，如更新虚拟机的MAC地址表项等。

3、切换阶段

- 当源主机确定内存、磁盘数据和网络连接都已经准备好切换时，源主机会发起切换操作，源主机会停止虚拟机在本地的运行，然后将虚拟机的运行状态信息（如CPU寄存器状态等）发送到目标主机。

- 源主机会将虚拟机的网络连接完全切换到目标主机，这包括将网络流量从源主机的网络接口重定向到目标主机的网络接口，并且确保虚拟机的网络标识（如IP地址、MAC地址等）在切换过程中保持不变，在网络连接切换完成后，源主机需要向虚拟机管理平台发送通知，告知虚拟机已经成功迁移到目标主机。

- 源主机在本地对与该虚拟机相关的数据进行清理（如释放占用的内存资源、删除临时文件等），但会保留一些迁移相关的日志记录，以便在需要时进行故障排查或者审计工作。

（三）存储迁移中迁移源主机的步骤（假设虚拟机处于运行状态）

1、准备阶段

- 源主机首先要确定虚拟机存储数据的当前存储位置和目标存储位置，这可能需要查询虚拟机的存储配置文件或者通过存储管理系统进行查找，源主机需要检查源存储设备和目标存储设备的状态，确保它们都处于正常工作状态，并且具有足够的存储空间来容纳虚拟机的存储数据。

- 源主机需要与目标存储设备建立连接，如果是基于网络的存储设备（如NAS或SAN），需要建立相应的网络连接协议（如NFS或iSCSI），在建立连接的过程中，需要进行身份验证（如果需要）和网络参数的配置，以确保连接的安全性和稳定性。

- 源主机还需要确定存储数据的迁移策略，这包括确定数据的迁移顺序（如先迁移哪些数据块，后迁移哪些数据块）、数据的传输方式（如采用块级传输还是文件级传输）以及如何处理在迁移过程中虚拟机对存储数据的访问请求，如果采用块级传输，需要考虑如何在不影响虚拟机正常访问的情况下，将存储数据块从源存储设备复制到目标存储设备。

2、数据迁移阶段

- 根据确定的迁移策略，源主机开始对虚拟机的存储数据进行迁移，如果采用块级传输，源主机首先会读取源存储设备上的存储数据块，并将其通过网络传输到目标存储设备，在传输过程中，源主机需要对数据块进行标记，以确保数据的完整性和顺序性，源主机需要处理虚拟机对存储数据的访问请求，如果虚拟机请求访问正在迁移的数据块，源主机需要从源存储设备或者目标存储设备（如果该数据块已经部分迁移到目标存储设备）中获取数据，并返回给虚拟机。

- 如果采用文件级传输，源主机会对虚拟机的磁盘镜像文件进行拆分（如果需要），然后逐个文件地将其传输到目标存储设备，在传输过程中，同样需要处理虚拟机的访问请求，对于一些正在被虚拟机写入的文件，源主机需要采用特殊的技术（如文件系统的日志记录技术）来确保数据的一致性。

- 在数据迁移过程中，源主机需要不断地监控数据的传输进度和虚拟机的存储数据访问情况，如果发现数据传输出现异常（如网络中断、目标存储设备存储空间不足等），源主机需要采取相应的措施，如暂停数据迁移、重新建立连接或者调整迁移策略等。

3、完成阶段

- 当存储数据全部迁移到目标存储设备后，源主机需要更新虚拟机的存储配置信息，将存储位置指向目标存储设备，这可能需要修改虚拟机的配置文件或者在存储管理系统中更新相关的记录。

- 源主机需要对源存储设备上的虚拟机相关存储数据进行清理（如果不再需要保留备份），在清理过程中，需要按照存储系统的操作规范进行操作，以确保数据的彻底删除并且不会对存储系统的正常运行造成影响。

- 源主机需要向虚拟机管理平台发送通知，告知虚拟机的存储数据已经成功迁移，以便管理员能够在管理平台上查看迁移结果并进行后续的管理工作。

虚拟机迁移的不同类型在实际应用中都有各自的优势和适用场景，而迁移源主机在每种迁移类型中的步骤都需要严格遵循相关的技术规范和流程，以确保虚拟机迁移的安全、高效和稳定。