虚拟机热迁移

概述

虚拟机热迁移技术允许在不关闭或中断虚拟机的情况下，将虚拟机从一台物理服务器移动到另一台物理服务器上。平台的虚拟机解决方案基于开源组件 KubeVirt 实现，而 KubeVirt 默认采用名为 ProCopy 的模式执行热迁移。

ProCopy

ProCopy（Pre-Copy Memory Migration） 是一种常用的虚拟机迁移技术，通过预先复制虚拟机的内存数据，确保迁移过程中服务的连续性。具体过程如下：

1. 初始阶段：在迁移开始时，源主机会将虚拟机的内存页复制到目标主机，同时虚拟机继续运行。由于虚拟机继续运行，部分内存页在复制过程中可能会被修改。
2. 迭代复制：源主机会多次复制修改过的内存页到目标主机，直到修改的页数减少到一个可以接受的水平。每一轮复制称为一个迭代，每次迭代后未被修改的内存页数逐渐减少。
3. 停止并复制：当剩余未复制的内存页数足够少时，虚拟机会短暂暂停（通常只有几秒到十几秒），在暂停期间，最后的内存页被复制到目标主机，并将虚拟机的 CPU 和设备状态同步到目标主机。
4. 恢复运行：虚拟机在目标主机上恢复运行。

约束与限制

进行热迁移操作的两台物理机建议使用相同的硬件配置，若配置不一致（例如 CPU 型号不同），可能会导致迁移失败。

操作步骤

注意：下述所有命令均需在虚拟机所在集群的 master 节点上执行。

部署 kubevirt-operator

提示：具体步骤及参数说明请参考 部署 Operator 。

1. 进入 平台管理。

2. 在左侧导航栏中，单击 应用商店管理 > Operators。

3. 单击页面最上方的 集群，切换至需要部署 Operator 的集群。

4. 在 OperatorHub 页签中，单击 KubeVirt HyperConverged Cluster Operator 卡片上的 部署。

5. 按需配置参数并单击 部署，可在 已部署 页签中查看 Operator 部署状态。

创建 HyperConverged 实例

具体创建步骤请参考 创建 HyperConverged 实例 。

更新配置

注意：执行此步骤前需确保已成功部署 kubevirt-operator。

1. 在 Kubevirt 所在集群的 Master 节点上创建名称为 kubevirt-config-update.sh 的脚本文件，并将下述命令复制到此脚本文件中。

   #!/bin/bash
   
   # Check if the image repository address is provided
   if [ -z "$1" ]; then
     echo "Please provide the image repository address as a parameter, e.g., ./script.sh 192.168.1.100:10443"
     exit 1
   fi
   
   IMAGE_REPO=$1
   
   # Get the name of the first virt-operator pod
   POD_NAME=$(kubectl get pods -n kubevirt -l name=virt-operator -o jsonpath='{.items[0].metadata.name}')
   
   if [ -z "$POD_NAME" ]; then
     echo "Failed to get the name of the virt-operator pod. Please check if kubevirt-operator is running properly."
     exit 1
   fi
   
   # Get the Launcher image information
   VIRT_LAUNCHER_IMAGE=$(kubectl get pod $POD_NAME -n kubevirt -o yaml | grep -A1 VIRT_LAUNCHER_IMAGE | grep value | awk '{print $2}')
   
   if [ -z "$VIRT_LAUNCHER_IMAGE" ]; then
     echo "Failed to get VIRT_LAUNCHER_IMAGE. Please check if kubevirt-operator is running properly."
     exit 1
   fi
   
   # Replace build-harbor.alauda.cn with the provided IMAGE_REPO in VIRT_LAUNCHER_IMAGE
   NEW_VIRT_LAUNCHER_IMAGE=$(echo $VIRT_LAUNCHER_IMAGE | sed "s|build-harbor.alauda.cn|$IMAGE_REPO|")
   
   # Create patch.json file
   cat <<EOF > patch.json
   [
     {
       "op": "add",
       "path": "/spec/config",
       "value": {
         "env": []
       }
     },
     {
       "op": "add",
       "path": "/spec/config/env/-",
       "value": {
         "name": "VIRT_LAUNCHER_IMAGE",
         "value": "$NEW_VIRT_LAUNCHER_IMAGE"
       }
     }
   ]
   EOF
   
   # Execute kubectl patch command
   kubectl patch subscriptions.operators.coreos.com kubevirt-operator -n kubevirt --type='json' -p "$(cat patch.json)"
   
   # Check if the command was successful
   if [ $? -eq 0 ]; then
     echo "Successfully updated VIRT_LAUNCHER_IMAGE to $NEW_VIRT_LAUNCHER_IMAGE"
   else
     echo "Update failed. Please check the configuration and commands."
     exit 1
   fi

2. 执行下述命令更新脚本配置。需要将当前环境的镜像仓库地址作为参数传递给脚本。

   chmod +x kubevirt-config-update.sh
   ./kubevirt-config-update.sh <Registry Address>  #需使用当前环境的镜像仓库地址替换 <Registry Address> 部分内容

3. 脚本执行成功后，Operator 会自动更新 virt-controller 等 Kubevirt 组件。

   注意：脚本执行完成后，请等待 10 分钟后再进行后续操作。

准备虚拟机

说明：推荐使用 Kube-OVN Underlay 网络，具体配置请参考 创建子网（Kube-OVN Underlay 网络） 。

1. 进入 Container Platform。

2. 在左侧导航栏中，单击 虚拟化 > 虚拟机。

3. 单击 创建虚拟机。

4. 单击 基本信息 区域的 更多 展开更多配置项，并单击 注解 对应的 添加，按照下述键值添加注解。

   注意：由于表单中的限制，请先填写注解的 值 后，再填写注解的 键。

   	注解
   值	true
   键	kubevirt.io/allow-pod-bridge-network-live-migration

5. 按需配置其他虚拟机参数，具体参数说明请参考相应产品文档。

   参数	说明
   卷模式	必须使用 块模式。
   存储类	必须使用 CephRBD 块存储类型的存储类。
   网络模式	推荐使用 桥接。

6. 单击 创建。

7. 当虚拟机正常运行后，查看虚拟机的 YAML 文件，若 status.conditions 字段中已经存在 type: LiveMigratable 的条件，且此条件下的 status 为 True，表示该虚拟机已经可以启动热迁移。

启动热迁移

注意：下述命令均需在虚拟机所在集群的 Master 节点执行。

1. 在 CLI 工具中执行下述命令进行热迁移，此命令会触发虚拟机从当前节点迁移到目标节点。

   kubectl create -f - << EOF
   apiVersion: kubevirt.io/v1
   kind: VirtualMachineInstanceMigration
   metadata:
     name: migrate-vm
     namespace: <namespace>  # 使用虚拟机所在命名空间替换 <namespace> 部分
   spec:
     vmiName: <vm-name>  # 使用虚拟机的名称替换 <vm-name> 部分
   
   EOF

2. 执行下述命令查看迁移状态。

   kubectl get -n <namespace> vmi <vm-name> -o yaml # 使用虚拟机所在命名空间替换 <namespace> 部分，使用虚拟机的名称替换 <vm-name> 部分

3. 通过查看 status.migrationState 字段可以监控迁移进度和状态。关于 migrationState 字段的详细说明请参考 官方网站文档 。