一種異構平臺上高可用系統的設計方法技術方案

本發明專利技術提供了一種在異構平臺上實現系統高可用的設計方法，該方法通過為異構平臺高可用系統設計盡可能使用相同的架構、對可擴展的模塊使用動態鏈接庫、對與應用有關的模塊使用腳本語言編寫、適當減少對應用程序接管的考慮并將系統實現層次限定為用戶層的方式，實現了異構平臺上的高可用系統，填補了市場上缺乏異構平臺高可用系統的空白。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種計算機高可用系統技術'，具體的說是一種基于異構平臺的高可用系統的設計方法。
技術介紹
在今天的商務應用系統中，系統的穩定持續的運行變得越來越重要，由于計算機系統和硬件都不可能完全消除故障的發生，而這些故障如果沒有給予相應的修復和挽救措施，將給企業帶來極大的損失，所以市場對高可靠性的系統的需求將變得非常迫切，特別是金融、電信等對高可靠服務器產品有特殊需求的應用領域。這就需要一個高可用的環境，保證當正在提供服務的機器宕機或者發生故障之后，另外的機器可以在短時間內接管服務，并且保證能夠把出現問題的機器自動啟動，使其恢復到初始狀態。高可用系統的目的就是為了給用戶提供一個可靠的運行環境，可用由兩臺以上的 服務器組成一個高可用集群，高可用系統會對集群中的各種應用、資源及系統狀態等進行監控，當發現某臺服務器上出現系統異常(如宕機、網絡鏈接中斷等)時，將其上運行的應用切換到別的服務器上，并隔離出現故障的服務器，而且在整個切換過程中，不需要任何的人為干預，保證用戶使用的連續性。目前市場上雖然有很多高可用的產品，但都只能在同構的服務器上使用，在需要擴大系統規模時，不能方便的增加與現有系統架構不同的服務器。異構的高可用系統會遇到的主要問題有 1)編譯環境差別。各平臺的編譯器會存在差別，雖然可能都遵循IS0/ANSI標準，但遵守的嚴格程度存在一些差異。編譯器的調用使用方面也存在很多差異，比如AIX鏈接器使用擴展的通用目標文件格式(XCOFF格式)，LINUX鏈接器采用可執行可鏈接格式(ELF格式)，因此在編寫不同平臺上的高可用系統時，需要針對其編譯環境做相應的調整； 2)系統I/O差別。高級I/O操作select()需要注意平臺間的兼容性。比如在AIX上select ()函數用于用戶I/O復用的同時還提供異常和事件處理，但Linux上的事件和異常通知必須同時使用sigprocmask系統調用； 3)網絡通信差別。由于不同的平臺采用的字節序不同，因此在不同架構的機器進行網絡通信傳遞數據時，可能一部分平臺需要字節序的轉換，一部分平臺則不需要； 4)應用程序差別。高可用系統需要對服務器上的各種用戶應用程序進行監控，不同的系統上的系統實現的差異體現在面向對象或面向過程的設計思路選擇，進程通信方式的選擇，編程語言的選擇等； 5)其他進程間通信方式和系統API差別。包括信號機制、消息隊列、套接字、管道等，各個平臺存在差異。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種異構平臺上實現高可用系統的設計方法。本專利技術的目的是按以下方式實現的，本專利技術的技術方案是 1)為異構平臺高可用系統設計盡可能使用相同的架構 對不同的平臺設計相同的架構可以減少大量的編碼時間，同時降低系統復雜度。對不同的系統平臺來說，在操作系統層面最大的區別主要是系統庫的區別而導致的系統接口的區別，在設計階段即考慮各 個平臺系統庫的區別，根據這些區別設計出盡可能能夠滿足雙方系統要求的架構，極大的減少了系統的復雜度，顯著減少了開發周期； 2)對可擴展的模塊使用動態鏈接庫 由于高可用系統的一些模塊實現可能依賴與具體平臺(比如在操作底層的設備文件時，ioctl函數在AIX與Linux平臺上并不兼容),對這些模塊采取動態鏈接庫的方式,可以在保證系統的主體功能的前提下，針對各個平臺開發相應的功能模塊； 3)對與應用有關的模塊使用腳本語言編寫 可降低對底層架構的依賴； 4)適當減少對應用程序接管的考慮 由于不同系統的應用系統特性可能不完全相同，比如，應用程序異構性的體現之一是應用程序是否對用戶透明，即用戶是否知道系統內部的運行狀態，抑或只能接受應用程序所提供的功能與服務，在不同平臺上的設計可能不同。在系統具有較強擴展性的情況下，按需設計必要的應用系統接管，可以降低系統的復雜性； 5)系統實現層次限定為用戶層 對Linux系統來說，程序運行在內核層可以獲得更多的特權，對主機狀態能夠做出更精確的判斷，但對異構系統來說，而Unix之類的操作系統基本為閉源系統，無法進入系統內核態。故為了最大限度保證異構高可用系統的通用性，將高可用系統的一切實現都放置在用戶層。本專利技術的有益效果是 該方法通過為異構平臺高可用系統設計盡可能使用相同的架構、對可擴展的模塊使用動態鏈接庫、對與應用有關的模塊使用腳本語言編寫、適當減少對應用程序接管的考慮并將系統實現層次限定為用戶層的方式，實現了異構平臺上的高可用系統，填補了市場上缺乏異構平臺高可用系統的空白。附圖說明圖I是異構平臺高可用系統的整體架構圖。具體實施例方式參照附圖對本專利技術的方法作以下詳細的說明 如附圖所示，本專利技術的高可用系統架構整個系統結構可分為四層，具體是消息傳遞層、成員層、資源管理層和資源層； I.消息層 通常也稱為Heartbeat層，集群內所有節點間的消息傳遞均需通過該層，同時，該層還將監控各個節點間的連通狀態，并將其通知CCM (Consensus Cluster membership, 一致性成員資格。用于確定組成集群的成員節點，并在集群中分享這些成員的信息，任何節點的并更都由CCM來決定)； Heartbeat支持串口、單播、多播和廣播等多種方式，使用通用的協議類型，通過管道的形式在集群各個節點之間進行通信。節點會通過Heartbeat定期將自己的狀態發送給集群中的其他節點，同時接受來自其他各節點的狀態信息； 2.成員層 基于Heartbeat層提供的信息，負責計算集群中最大的連通集合，確定哪些節點屬于集群，并將這一信息在各個集群成員中同步，這一工作由CCM模塊來完成； 3.資源分配層 對資源進行分配，由以下的組件組成 集群資源管理器(CRM): 在資源分配層中執行的每個操作都要經過集群資源管理器。如果本層或更高層中的組件之間需要通訊，均需經過本地CRM。在每個節點上，CRM維護一個集群信息庫(CIB)，如果當前節點為DC，則它擁有主CIB ； 集群信息庫(CIB) 用XML的方式來存儲整個集群和當前狀態的配置。它包括所有集群選項、節點、資源及其關系和當前狀態的定義。CIB會自動的將更新同步到所有集群節點上，集群中有一個主CIB，由主CIB的節點DC維護，其他所有節點上均包含一個CIB復本； 策略引擎PE和轉換引擎TE 每當主CIB的節點DC需要進行整個集群的更改時，策略引擎就會根據集群的當前狀態和配置來計算集群的下一個狀態，并由TE來執行。主CIB的節點DC將會將消息發送給集群中相關的CRM，CRM會調用LRM來執行必要的操作。PE和TE始終在DC上運行； 主CIB的節點DC是Designated Coordinator的縮寫，即指定協調程序，它指的不是某種特定的設備，而是具有主CIB的節點，這個節點相當于集群的控制節點，只有該節點才擁有對整個集群執行更改(比如屏蔽某個節點，或是移動資源)的決定權； 本地資源管理器(LRM) LRM代表CRM調用本地資源代理，具體的說，它可以執行啟動、停止、監視資源狀態等操作，并將結果報告給CRM。LRM還將隱藏資源代理支持的不同腳本標準之間的差別，便于在不同平臺上對資源進行管理； 4.資源層 包括一個或多個資源代理(RA)本文檔來自技高網...

【技術保護點】

【技術特征摘要】
1.一種異構平臺上實現系統高可用的設計方法，其特征在于內容包括 1)異構平臺系統的高可用設計盡可能使用相同的系統架構在設計階段要考慮各個平臺系統庫的區別，根據這些區別設計出盡可能能夠滿足雙方系統要求的系統架構，盡量減少了系統的復雜度，減少開發周期； 2)對可擴展的模塊使用動態鏈接庫由于高可用系統的一些模塊實現可能依賴于具體平臺，對這些模塊采取動態鏈接庫的方式，在保證系統的主體功能的前提下，針對各個平臺開發相應的功能模塊； 3)對與應用有關的模塊使用腳本語言編寫以降低對底層架構的依賴； 4)適當減少對應用程序接管的考慮在系統具有較強擴展性的情況下，按需設計必要的應用系統接管，降低系統的復雜性； 5)系統實現層次限定為用戶層為最大限度保證異構高可用系統的通用性，將高可用系統的一切實現都放置在用戶層； 具體實施步驟如下 實現系統架構的高可用，整個系統結構分為消息傳遞層、成員層、資源管理層和資源層，其中 O消息層 通常也稱為Heartbeat層，集群內所有節點間的消息傳遞均需通過該層，同時，該層還將監控各個節點間的連通狀態，并將其通知一致性成員資格CCM，一致性成員資格CCM用于確定組成集群的成員節點，并在集群中分享這些成員的信息，任何節點的并更都由CCM來決定; Heartbeat支持串口、單播、多播和廣播多種方式，使用通用的協議類型，通過管道的形式在集群各個節點之間進行通信，節點會通過Heartbeat定期將自己的狀態發送給集群中的其他節點，同時接受來自其他各節點的狀態信息； 2)成員層 基于Heartbeat層提供的信息，負責計算集群中最大的連通集合，確定哪些節點屬于集群，并將這一信息在各個集群成員中同步，這一工作由CCM模塊來完成； 3)資源分配層 對資源進行分配，由以下的組件組成 (1)集群資源管理器CRM: 在資源分配層中執行的每個操作都要經過集...

【專利技術屬性】
技術研發人員：謝若鴻，吳楠，
申請(專利權)人：浪潮電子信息產業股份有限公司，
類型：發明
國別省市：