本發(fā)明專利技術(shù)提供一種虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)及其控制方法，包括虛擬機(jī)根上下文模塊和虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊；所述虛擬機(jī)根上下文模塊保存故障發(fā)生前的虛擬機(jī)狀態(tài)和內(nèi)存管理數(shù)據(jù)，所述虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊為虛擬機(jī)提供臨時(shí)的執(zhí)行環(huán)境，并監(jiān)測(cè)虛擬機(jī)對(duì)內(nèi)存的訪問(wèn)；相比于虛擬機(jī)快照技術(shù)，本發(fā)明專利技術(shù)提出的方法可以更容易的定位觸發(fā)客戶機(jī)操作系統(tǒng)故障的任務(wù)并更加快速的恢復(fù)虛擬機(jī)到正常狀態(tài)，同時(shí)可以將惡意程序的執(zhí)行環(huán)境和內(nèi)存數(shù)據(jù)完整的保存下來(lái)以便后續(xù)的分析和防范；而相比于雙冗余硬件系統(tǒng)，本發(fā)明專利技術(shù)可以檢測(cè)內(nèi)存上發(fā)生的錯(cuò)誤和損壞，可以在不影響系統(tǒng)運(yùn)行的情況下屏蔽部分內(nèi)存的損壞，從而提高單系統(tǒng)的健壯性和可用性。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及虛擬機(jī)故障處理的，具體涉及一種虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)及其控制方法。
技術(shù)介紹
1、虛擬機(jī)技術(shù)是在計(jì)算機(jī)平臺(tái)和終端用戶之間創(chuàng)建一種環(huán)境，終端用戶可以基于這個(gè)軟件所創(chuàng)建的環(huán)境來(lái)操作對(duì)應(yīng)軟件，從而使得終端用戶可以通過(guò)運(yùn)行計(jì)算機(jī)的軟件程序來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的軟件操作需求。
2、虛擬機(jī)在使用過(guò)程中不可避免地會(huì)因惡意程序?qū)е驴蛻魴C(jī)操作系統(tǒng)發(fā)生故障，現(xiàn)有技術(shù)中解決該故障的方式通過(guò)包括有虛擬機(jī)內(nèi)存快照技術(shù)及雙冗余硬件系統(tǒng)技術(shù)；其中，
3、虛擬機(jī)內(nèi)存快照技術(shù)，通過(guò)保存虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)的數(shù)據(jù)和狀態(tài)來(lái)創(chuàng)建虛擬機(jī)快照，通過(guò)虛擬機(jī)快照來(lái)恢復(fù)虛擬機(jī)的運(yùn)行，可以用于虛擬機(jī)遷移、故障恢復(fù)、快速啟動(dòng)、釋放空閑虛擬機(jī)從而節(jié)省內(nèi)存。然而其無(wú)法有效定位觸發(fā)客戶機(jī)操作系統(tǒng)故障的任務(wù)，同時(shí)也無(wú)法將惡意程序的執(zhí)行環(huán)境和內(nèi)存數(shù)據(jù)完整的保存下來(lái)，對(duì)后續(xù)的分析和防范無(wú)法起到有效的理論依據(jù)和指導(dǎo)作用；
4、雙冗余硬件系統(tǒng)技術(shù)則是通過(guò)在同一系統(tǒng)中集成多份冗余硬件的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的高可靠性以及故障恢復(fù)能力，需要實(shí)現(xiàn)硬件自檢程序、多處理器仲裁器、時(shí)鐘同步技術(shù)等。然而該方案無(wú)法檢測(cè)內(nèi)存上發(fā)生的錯(cuò)誤和損壞，也無(wú)法屏蔽內(nèi)存的損壞。
5、因此，亟需提供一種虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)及其控制方法，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷與不足。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷與不足，本專利技術(shù)提供了一種虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)及其控制方法。
2、本專利技術(shù)提供的具體方案為：
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p>3、一種虛擬機(jī)故障檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于：所述虛擬機(jī)故障檢測(cè)系統(tǒng)包括虛擬機(jī)管理系統(tǒng)，所述虛擬機(jī)管理系統(tǒng)包括虛擬機(jī)根上下文模塊和虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊；所述虛擬機(jī)根上下文模塊保存故障發(fā)生前的虛擬機(jī)狀態(tài)和內(nèi)存管理數(shù)據(jù)，所述虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊為虛擬機(jī)提供臨時(shí)的執(zhí)行環(huán)境，并監(jiān)測(cè)虛擬機(jī)對(duì)內(nèi)存的訪問(wèn)；其中，4、所述虛擬機(jī)根上下文模塊包括：
5、虛擬機(jī)cpu寄存器狀態(tài)根單元，所述虛擬機(jī)cpu寄存器狀態(tài)單元保存虛擬機(jī)的cpu寄存器；
6、虛擬機(jī)內(nèi)存映射狀態(tài)根單元，所述虛擬機(jī)內(nèi)存映射狀態(tài)根單元保存虛擬機(jī)內(nèi)存地址到物理內(nèi)存的映射關(guān)系以及訪問(wèn)屬性；
7、物理內(nèi)存?ecc?校驗(yàn)碼根單元，所述物理內(nèi)存?ecc?校驗(yàn)碼根單元保存虛擬機(jī)使用的所有物理內(nèi)存頁(yè)的?ecc?校驗(yàn)碼；
8、不可變內(nèi)存區(qū)域信息表，所述不可變內(nèi)存區(qū)域信息表保存虛擬機(jī)運(yùn)行時(shí)明確聲明的不可變內(nèi)存區(qū)域；
9、所述虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊包括：
10、虛擬機(jī)cpu寄存器狀態(tài)執(zhí)行單元，初始時(shí)和重置時(shí)，所述虛擬機(jī)cpu寄存器狀態(tài)執(zhí)行單元保存的數(shù)據(jù)和虛擬機(jī)cpu寄存器狀態(tài)根單元的數(shù)據(jù)相同；
11、虛擬機(jī)內(nèi)存映射狀態(tài)執(zhí)行單元，初始時(shí)和重置時(shí)，所述虛擬機(jī)內(nèi)存映射狀態(tài)執(zhí)行單元保存的數(shù)據(jù)和所述虛擬機(jī)內(nèi)存映射狀態(tài)根單元的數(shù)據(jù)一致，但是其內(nèi)部所有映射關(guān)系都被設(shè)置為不可訪問(wèn)，客戶機(jī)操作系統(tǒng)訪問(wèn)內(nèi)存時(shí)會(huì)觸發(fā)陷入，虛擬機(jī)管理系統(tǒng)記錄訪問(wèn)信息并更新對(duì)應(yīng)的內(nèi)存的訪問(wèn)屬性；
12、物理內(nèi)存?ecc?校驗(yàn)碼執(zhí)行單元，初始時(shí)和重置時(shí)，所述物理內(nèi)存?ecc?校驗(yàn)碼執(zhí)行單元保存的數(shù)據(jù)和物理內(nèi)存?ecc?校驗(yàn)碼根單元的數(shù)據(jù)相同，且作為物理內(nèi)存?ecc?校驗(yàn)碼根單元中?ecc?校驗(yàn)碼的備份；
13、內(nèi)存訪問(wèn)信息表，內(nèi)存訪問(wèn)信息表記錄只發(fā)生了讀訪問(wèn)或者寫訪問(wèn)的內(nèi)存區(qū)域。
14、進(jìn)一步地，本專利技術(shù)還提供一種虛擬機(jī)故障檢測(cè)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：
15、s1：修改客戶機(jī)操作系統(tǒng)的代碼，在系統(tǒng)啟動(dòng)完畢后調(diào)用虛擬機(jī)管理系統(tǒng)的虛擬機(jī)根上下文模塊創(chuàng)建接口，在任務(wù)切換代碼處調(diào)用虛擬機(jī)管理系統(tǒng)的虛擬機(jī)異常檢測(cè)接口；
16、s2：虛擬機(jī)管理系統(tǒng)創(chuàng)建虛擬機(jī)并加載客戶機(jī)操作系統(tǒng)的鏡像到虛擬機(jī)的內(nèi)存，然后啟動(dòng)虛擬機(jī)，虛擬機(jī)開(kāi)始執(zhí)行客戶機(jī)操作系統(tǒng)的代碼；當(dāng)客戶機(jī)操作系統(tǒng)執(zhí)行到系統(tǒng)啟動(dòng)完畢時(shí)會(huì)調(diào)用虛擬機(jī)根上下文模塊創(chuàng)建接口，此時(shí)?cpu?會(huì)發(fā)生陷入，然后跳轉(zhuǎn)到客戶機(jī)操作系統(tǒng)的虛擬機(jī)根上下文模塊創(chuàng)建接口開(kāi)始執(zhí)行；
17、s3：虛擬機(jī)管理系統(tǒng)的虛擬機(jī)根上下文模塊創(chuàng)建接口將創(chuàng)建虛擬機(jī)根上下文數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并將當(dāng)前虛擬機(jī)的cpu寄存器狀態(tài)和內(nèi)存映射關(guān)系以及訪問(wèn)屬性保存至虛擬機(jī)根上下文模塊中，同時(shí)計(jì)算出虛擬機(jī)所屬內(nèi)存的每個(gè)物理內(nèi)存頁(yè)的?ecc?校驗(yàn)碼，并將?ecc?校驗(yàn)碼保存至虛擬機(jī)根上下文模塊中，然后，虛擬機(jī)管理系統(tǒng)創(chuàng)建出與虛擬機(jī)根上下文模塊對(duì)應(yīng)的虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊；
18、s4：虛擬機(jī)管理系統(tǒng)在虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊中恢復(fù)虛擬機(jī)的執(zhí)行，此時(shí)虛擬機(jī)將繼續(xù)執(zhí)行客戶機(jī)操作系統(tǒng)的代碼；
19、s5：檢測(cè)客戶機(jī)操作系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中是否發(fā)生了故障并通過(guò)虛擬機(jī)管理系統(tǒng)的故障通知接口通知虛擬機(jī)管理系統(tǒng)；
20、s6：客戶機(jī)操作系統(tǒng)運(yùn)行到任務(wù)切換代碼時(shí)，虛擬機(jī)管理系統(tǒng)通過(guò)虛擬機(jī)異常檢測(cè)接口進(jìn)行檢測(cè)：
21、虛擬機(jī)管理系統(tǒng)先檢測(cè)只被客戶機(jī)操作系統(tǒng)讀過(guò)的內(nèi)存是否發(fā)生內(nèi)存顆粒損壞故障：
22、虛擬機(jī)管理系統(tǒng)再檢測(cè)只被客戶機(jī)操作系統(tǒng)寫過(guò)的內(nèi)存是否發(fā)生內(nèi)存越界訪問(wèn)故障；
23、并根據(jù)對(duì)應(yīng)檢測(cè)結(jié)果確定后續(xù)對(duì)應(yīng)操作；
24、s7：當(dāng)虛擬機(jī)管理系統(tǒng)既未檢測(cè)到內(nèi)存顆粒損壞故障，也未檢測(cè)到內(nèi)存越界訪問(wèn)故障時(shí)，虛擬機(jī)管理系統(tǒng)完成虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊到虛擬機(jī)根上下文模塊的數(shù)據(jù)同步；
25、s8：虛擬機(jī)管理系統(tǒng)將根據(jù)虛擬機(jī)根上下文模塊重置虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊；
26、s9：虛擬機(jī)管理系統(tǒng)將再次從虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊中恢復(fù)虛擬機(jī)，繼續(xù)執(zhí)行客戶機(jī)操作系統(tǒng)的代碼。
27、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟s1中，當(dāng)客戶機(jī)操作系統(tǒng)執(zhí)行到這兩處接口調(diào)用時(shí)，cpu?將從低特權(quán)級(jí)轉(zhuǎn)入高特權(quán)級(jí)并開(kāi)始執(zhí)行虛擬機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用程序。
28、作為本專利技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)選實(shí)施方式，所述步驟s5中，包括以下步驟：
29、s5.1：如果客戶機(jī)操作系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有發(fā)生故障，則客戶機(jī)操作系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)調(diào)用虛擬機(jī)管理系統(tǒng)的不可變內(nèi)存聲明接口；
30、s5.2：如果客戶機(jī)操作系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生了故障，則判定為惡意程序?qū)е铝丝蛻魴C(jī)操作系統(tǒng)故障，并進(jìn)入到惡意程序故障處理流程：此時(shí)，包括以下步驟：
31、s5.21：虛擬機(jī)管理系統(tǒng)從虛擬機(jī)根上下文模塊中創(chuàng)建出一個(gè)新的虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊，虛擬機(jī)管理系統(tǒng)向新的虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊中注入異常惡意程序；
32、s5.22：虛擬機(jī)管理系統(tǒng)保存原有的發(fā)生故障時(shí)的虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊中的內(nèi)存數(shù)據(jù)信息；
33、s5.23：虛擬機(jī)管理系統(tǒng)從新的虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊中恢復(fù)客戶機(jī)操作系統(tǒng)的執(zhí)行，此時(shí)客戶機(jī)操作系統(tǒng)將進(jìn)入惡意程序異常處理程序，客戶機(jī)操作系統(tǒng)重置導(dǎo)致異常發(fā)生的惡意程序；
34、s5.24：在客戶機(jī)操作系統(tǒng)完成異常處理后，從異常處理程序退出，此本文檔來(lái)自技高網(wǎng)
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：所述虛擬機(jī)故障檢測(cè)系統(tǒng)包括虛擬機(jī)管理系統(tǒng)，所述虛擬機(jī)管理系統(tǒng)包括虛擬機(jī)根上下文模塊和虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊；所述虛擬機(jī)根上下文模塊保存故障發(fā)生前的虛擬機(jī)狀態(tài)和內(nèi)存管理數(shù)據(jù)，所述虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊為虛擬機(jī)提供臨時(shí)的執(zhí)行環(huán)境，并監(jiān)測(cè)虛擬機(jī)對(duì)內(nèi)存的訪問(wèn)；其中，
2.一種如權(quán)利要求1所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述步驟S1中，當(dāng)客戶機(jī)操作系統(tǒng)執(zhí)行到這兩處接口調(diào)用時(shí)，CPU?將從低特權(quán)級(jí)轉(zhuǎn)入高特權(quán)級(jí)并開(kāi)始執(zhí)行虛擬機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述步驟S5中，包括以下步驟：
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述步驟S6中，包括以下步驟：
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述步驟S6中，
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)系統(tǒng)和恢復(fù)的控制方法，其特征在于：
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)，其特征在于：所述虛擬機(jī)故障檢測(cè)系統(tǒng)包括虛擬機(jī)管理系統(tǒng)，所述虛擬機(jī)管理系統(tǒng)包括虛擬機(jī)根上下文模塊和虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊；所述虛擬機(jī)根上下文模塊保存故障發(fā)生前的虛擬機(jī)狀態(tài)和內(nèi)存管理數(shù)據(jù)，所述虛擬機(jī)執(zhí)行上下文模塊為虛擬機(jī)提供臨時(shí)的執(zhí)行環(huán)境，并監(jiān)測(cè)虛擬機(jī)對(duì)內(nèi)存的訪問(wèn)；其中，
2.一種如權(quán)利要求1所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的虛擬機(jī)故障檢測(cè)和恢復(fù)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于：所述步驟s1中，當(dāng)客戶機(jī)操作系統(tǒng)執(zhí)行到這兩處接口調(diào)用時(shí)，cpu?將從低特權(quán)級(jí)轉(zhuǎn)入高特權(quán)級(jí)并開(kāi)始執(zhí)行虛擬機(jī)管理系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)調(diào)用程序。
4.根據(jù)權(quán)利要求...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：弓羽箭，韓輝，焦進(jìn)星，蔣太金，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京翼輝信息技術(shù)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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