內存快照，顧名思義，是包含云主機運行時內存狀態的快照。在近期發布的ZStack Cloud 4.4.24中，新增支持云主機內存快照。該功能主要基于快照組實現，在快照組已提供磁盤一致性的基礎上，新增提供應用一致性，進一步確保數據完整性。內存快照支持以快照組為單位進行恢復，同時還能額外恢復當時內存快照中的網卡、光驅等配置。本文主要從技術實現出發，帶您深入了解ZStack Cloud內存快照功能。

　　一 技術背景

　　ZStack Cloud內存快照主要基于Libvirt接口實現，我們可通過virsh命令的幫助信息了解相關參數。

　　1、創建內存快照

　　從上述命令可見，通過[--disk-only]，可創建磁盤快照；通過[--memspec]以及[--diskspec]，可指定對應的快照類型、快照文件名等信息。在指定[memspec]的情況下，Libvirt會額外執行一段保存云主機運行時狀態信息的邏輯（實際上通過云主機熱遷移實現），最終將云主機對應的元數據和運行時狀態信息寫入到[memspec]指定的文件中。將該機制反推，即可將已保存的云主機運行時狀態信息恢復，云主機可恢復到快照創建時的狀態。

　　此外，也許您還會好奇，云主機運行時創建快照如何保證內存一致性？其實，在創建內存快照時，會在獲取內存狀態之前暫停云主機，由于服務暫停，從而保證了創建內存快照那一時刻的內存一致性。

　　2、恢復內存快照

　　從上述命令可見，通過[--file]，可指定待恢復的內存快照文件路徑。

　　通過[--xml]，可指定待恢復的云主機xml配置文件，該xml配置文件需與內存快照已保存的xml配置文件保持一致，否則內存快照恢復失敗；若不指定[--xml]，則會按照內存快照已保存的xml配置文件進行恢復。

　　此外，還可通過[--running]或[--paused]，指定恢復后的云主機狀態（運行或暫停）。

　　二 技術原理

　　ZStack Cloud內存快照技術原理可分為以下三個部分：

　　保存設備信息

　　創建內存快照

　　恢復內存快照

　　1、保存設備信息

　　在“技術背景”章節已提到，保存云主機運行時狀態信息的邏輯，實際上通過云主機熱遷移實現。

　　基于該背景可得知，執行創建/恢復快照組操作，其中已隱含云主機支持熱遷移的前提條件。若僅針對Libvirt層面，直接恢復內存快照就能完成云主機的恢復，但這樣會造成其它問題，比如在外部快照場合，若直接恢復內存快照，將直接讀寫一個只讀的快照文件，這是我們不希望發生的。

　　因此，引入保存設備信息機制，可確保恢復的云主機配置是我們所需要的。云主機熱遷移對相應設備的地址信息也有要求。

　　通過保存設備信息機制，云主機虛擬設備的地址信息被固定，結合之前物理設備地址信息保留的邏輯，從而實現設備定制信息的固定。

　　此外，保存設備信息機制還有存檔功能，支持保留創建內存快照時刻對應的云主機相關虛擬資源信息。在創建內存快照后，即使云主機配置變化（比如修改網卡、光驅等），也可將云主機恢復到創建內存快照時刻的狀態。

　　2、創建內存快照

　　引入保存設備信息機制，創建內存快照已具備實現基礎，即：可以保存設備地址和設備配置信息。

　　創建包含內存快照的快照組，實質問題是：如何處理內存快照在快照組中的映射關系？為解決該問題，我們新增Memory類型云盤作為內存快照，考慮到內存快照也通過主存儲保存，只需調整云盤邏輯，即可讓內存快照與其它云盤保持邏輯抽象的統一。

內存快照-Memory類型

　　此外，在創建快照組時，需再次建立快照組和設備信息的關聯關系，用于快照組恢復。該關聯關系在刪除內存快照時連帶刪除。

　　3、恢復內存快照

　　內存快照需基于快照組進行恢復。恢復內存快照與恢復其它快照在實現邏輯上差別不大。唯一不同的是，恢復內存快照，會根據快照組和設備信息的關聯關系，先將存檔設備信息還原到當前云主機上，并對云主機配置及設備做一系列檢查，當云主機配置及設備還原后，再進行正式的數據面恢復。

　　三 技術特色

　　1、易用性

　　創建內存快照并未新增功能入口，可直接通過創建快照組的功能入口實現。在創建快照組界面，選擇創建內存快照，創建出的快照組將包含內存快照。恢復快照組，也可選擇是否同時恢復內存快照，針對不同使用場景靈活選擇。

圖2 創建內存快照

　　2、實用性

　　內存快照本身是確保虛擬化場景具備更好可用性的基礎功能。此外，通過內存快照，可讓云主機在一定程度上規避因變更配置帶來的風險。

　　3、擴展性

　　恢復內存快照，支持額外恢復當時內存快照中的云主機配置（比如網卡、光驅等）。

　　4、適用性

　　目前，除Ceph之外的其它主存儲類型均支持內存快照功能。

　　四 技術價值

　　內存快照支持捕獲某一精確時刻的云主機內存狀態。比如正在升級中的軟件，若具備內存快照，當升級未按預期完成，或升級后不符合預期，可直接恢復內存快照，將軟件快速回滾至升級之前的狀態。

　　對于業務連續性要求苛刻的系統，如需進行升級或調整（不關機），可先創建內存快照，保證應用一致性，再開始進行業務變更。若突發異常，則可直接恢復內存快照，將業務系統快速恢復至升級或調整之前的狀態。

　　五 結束語

　　云軸科技ZStack作為一家自主創新、專注產品化的云計算公司，打造好用的云產品，降低用戶云計算使用門檻，是我們一直以來秉持的理念和踐行方向。內存快照功能的推出，讓ZStack Cloud快照功能更加完善，進一步保證用戶數據完整性。未來，我們會繼續推出更多豐富好用的云計算產品功能，為用戶創造價值。