应用的容器化给数据中心带来资源的高效利用,服务的快速部署等好处。然而Docker等容器管理工具在容器应用运行过程中出现故障或者抢占时,会重新启动容器应用,这样的处理会丢失内存中已经完成的计算状态,造成资源的浪费,也导致容器应用的完成时间增加。容器在线迁移不仅能实现容器应用的快速恢复,而且能实现操作系统层的负载均衡与系统维护,但是现有的开源容器在线迁移方案尚存在性能问题。性能问题的主要来源在于:(1)在容器迁移前需获取完整的容器状态,这些容器状态通常以文件形式保存;(2)在容器迁移时,容器状态文件的传输会带来大量网络通信;(3)当容器恢复时,需从文件系统中读状态文件到内存。设计并实现了一种基于Docker的高性能容器在线迁移系统CntrMig。CntrMig系统包括快照模块、代理模块、压缩模块、网络模块、接收者模块以及恢复模块。快照模块扩展了Docker现有的Checkpoint模块,提供获取容器脏内存状态的功能,从而实现容器预拷贝功能;代理模块负责接收快照模块传递的容器状态,将其保存在内存中;压缩模块则根据负载特征,提供动态的容器状态压缩配置;网络模块则通过高性能的DPDK(Data Plane Development Kit)和用户态网络协议栈ANS(Accelerated Network Stack)将压缩的容器状态数据传输到迁移目的地;接收者模块运行在迁移目的主机上,负责将接收到的容器状态数据解压到内存中;恢复模块则负责获取容器状态并恢复容器应用。CntrMig通过内存数据结构保存容器状态,消除了对文件系统的访问;通过预拷贝减少容器应用宕机时间,通过动态压缩和高性能用户态网络协议栈减少了数据传输量和延迟。将Parsec负载进行容器化,对所提出的高性能容器在线迁移系统进行了测试和分析。测试结果表明,CntrMig使容器应用宕机时间平均降低51%,最高降低72%,使Parsec负载整体迁移时间平均降低14%,最高降低40%。最后相较原先的容器重启方案,容器在线迁移系统CntrMig能实现更快速的容器应用恢复,在不同的负载下,能将被迁移容器应用完成时间减少19.7%~33.3%。