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虚拟机迁移专利技术综述

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摘要：云计算的快速发展是以虚拟化技术为支撑的。作为云计算的基础性技术，虚拟化技术在微观架构上为云计算提供了更有效的资源分配和调度方式。云计算（CloudComputing）通过虚拟化技术，整合大量虚拟资源为用户提供各种服务。本文对虚拟机迁移技术在中国的专利申请情况进行分析，以深入了解该技术在中国的发展脉络。

关键词：云计算；虚拟机迁移；专利；动态迁移

1、虚拟机迁移技术概述

虚拟机（VirtualMachine，简称VM）技术指的是一种硬件设备的软件模拟实现，最早由IBM于20世纪60年代提出，到了本世纪初，在计算机硬件强大性能的前提下，虚拟机技术重新成为计算机技术研究的焦点之一。云计算和虚拟化技术是相辅相成的。云计算的概念自2007年正式提出以来，以其创新性的理念吸引了学术、商业和政府等各界的广泛关注，已经成为当前信息技术领域的热点话题之一，被认为是继互联网时代后的又一个新的时代—云计算时代。作为云计算的基础性技术，虚拟化技术在微观架构上为云计算提供了更有效的资源分配和调度方式。云计算（CloudComputing）通过虚拟化技术，整合大量虚拟资源为用户提供各种服务。

在数据中心的日常运维中，常常要面临下面几种场景和需求：

需求1：物理机器硬件系统的维护，故障修复和升级(upgrade)，但运行在这台物理机器上的虚拟机不能关机，因为用户重要的服务跑在上面。

需求2：物理机器软件系统升级，打补丁(patch)，为了不影响上面跑的虚拟机，在升级和打补丁之前，需要把虚拟机迁移到别的物理机器上。

需求3：一个物理机器上的负载太重，需要减少一些虚拟机来释放资源。

需求4：在一个cluster里，有的物理机上的虚拟机太多，有的物理机上虚拟机太少，需要做一下资源平衡。

基于上述需求，虚拟机迁移技术开始受到人们的关注。虚拟机的迁移是指在源物理主机上运行的虚拟机操作系统及应用程序移动到目标物理主机上或虚拟机上，并且在目标主机上能够正常运行。迁移的优势在于简化系统维护管理，提高系统负载均衡，增强系统错误容忍度和优化系统电源管理。虚拟机的迁移，就是数据的转移，如果计算节点之间没有共享存储，所以要转移的数据包括两部分：静态数据：存储在本地的虚拟机的镜像文件，包括后端镜像(libvirtBase)和虚拟机单独的增量镜像文件(libvirtinstancedisks)；动态数据：内存里虚拟机的运行时数据，内存里的数据是动态变化的数据，虚拟机里运行的负载的大小直接影响迁移的时间长短。

2、专利申请情况分析

本节内容对虚拟机迁移技术在中国的相关申请进行统计分析，深入了解其发展情况。

2.1相关专利在中国专利申请量的年度分布

图1相关专利每年在中国的申请量分布

对上述获得的中国专利申请的申请量和申请时间做统计，得出相关中国专利申请量的年度分布图如图1所示。由图可知，虚拟机迁移技术在中国专利申请始于2003年，并到2007年间增长缓慢，自2007年云计算技术兴起以后，虚拟机迁移技术的专利申请数量，2013年达到顶峰，在随后几年间热度依然不减，从2018年开始，由于部分专利申请未公开的原因，数量有所下降。

2.2相关中国专利的主要申请人分布

图2主要专利申请人的中国专利申请量

图3相关中国专利申请人类型主要分布

图2示出虚拟机迁移技术在中国的申请人排名情况。可以看出，华为技术有限公司作为国内的优秀企业，在虚拟机迁移技术的研究方面贡献很大，专利申请数量占比较大，郑州云海技术有限公司次之，在相关技术领域具备强大的研发能力；而排名前列的申请人中，IBM作为国外申请人，其科研技术逐渐成熟，并开始进入中国市场；北京航天航空大学作为高等院校，对于虚拟机迁移技术的研究也较其他高校贡献突出。相关中国专利申请人类型主要分布如图3所示，从中来看，企业的相关中国专利申请要远远大于高校和科研单位申请，可见高校和科研单位在该技术领域存在一定的滞后性。

2.3相关中国专利IPC分布

图4相关中国专利IPC分布

对获得专利的分类号进行统计，得出分类号的分布如下图4所示。由图可知，相关专利申请涉及的技术主要分布在G06F9/455(仿真；注释；软件模拟，例如：应用程序或操作系统执行引擎的虚拟化或仿真)、H04L29/08(传输控制规程，例如数据链级控制规程)、G06F9/48(程序启动；程序切换，例如通过中断)、G06F9/50(资源分配，例如，中央处理单元〔CPU〕的)、G06F11/14(用运算中的冗余作数据的错误检测或校正，例如，通过采用导致相同结果的不同运算序列)、H04L29/06(以协议为特征的)、H04L12/24(用于维护或管理的装置)，分