一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)，所述虛擬機(jī)池化管理方法中包括主節(jié)點(diǎn)即master節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)即slave節(jié)點(diǎn)和備份節(jié)點(diǎn)即backup節(jié)點(diǎn)；master節(jié)點(diǎn)是虛擬機(jī)資源池的唯一邏輯入口，負(fù)責(zé)管理資源池中的所有節(jié)點(diǎn)；slave節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)本節(jié)點(diǎn)的虛擬機(jī)生命周期的管理；backup節(jié)點(diǎn)用于備份master節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，保證與master節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息一致，并在master節(jié)點(diǎn)失效時接管其工作；所述虛擬機(jī)池化管理過程中各個節(jié)點(diǎn)會隨著不同條件在三種角色，即master節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)slave和備份節(jié)點(diǎn)backup中轉(zhuǎn)換；通過序列法保障系統(tǒng)中只有一個master節(jié)點(diǎn)和備份節(jié)點(diǎn)，以及通過雙向異步通信機(jī)制來保障master節(jié)點(diǎn)和備份節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致性。本發(fā)明提高了虛擬化系統(tǒng)的可靠性以及管理的靈活性。
【專利說明】一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)擴(kuò)展了傳統(tǒng)的故障切換集群高可用保障技術(shù)，用于解決虛擬機(jī)池化管理的單點(diǎn)失效導(dǎo)致的故障恢復(fù)時間長和管理復(fù)雜的問題，屬于軟件【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]虛擬機(jī)能夠?yàn)椴僮飨到y(tǒng)和應(yīng)用程序提供一個虛擬的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它所構(gòu)造的運(yùn)行環(huán)境能夠運(yùn)行一個完整的操作系統(tǒng)，對上層的應(yīng)用程序完全透明。虛擬機(jī)池化管理是指以統(tǒng)一管理視角提供虛擬機(jī)生命周期管理和資源按需提供的虛擬化技術(shù)。近幾年來，虛擬機(jī)池化管理已成為構(gòu)建主流云計(jì)算平臺的關(guān)鍵技術(shù)之一。
[0003]虛擬機(jī)池化管理普遍米取master/slave的管理模式,通過統(tǒng)一的邏輯入口來管理整個資源池中節(jié)點(diǎn)(本發(fā)明中的節(jié)點(diǎn)指的是物理服務(wù)器)及運(yùn)行其上的虛擬機(jī)。代表的產(chǎn)品有 Microsoft Hyper-V, Citrix XenServer 和 VMware vSphere 等。通過虛擬機(jī)池化管理帶來以下幾個優(yōu)點(diǎn):(I)虛擬機(jī)對節(jié)點(diǎn)的資源使用率是動態(tài)變化的，虛擬機(jī)資源池中的節(jié)點(diǎn)作為硬件資源提供給虛擬機(jī)使用。當(dāng)某個時刻某個節(jié)點(diǎn)上的虛擬機(jī)消耗資源相對過高時，可以通過虛擬機(jī)在線遷移技術(shù)將它遷移到其它資源相對充裕的節(jié)點(diǎn)上，整個遷移過程對用戶透明，保障資源的合理分配；(2)虛擬機(jī)池化管理通常采用“共享存儲”的模式。所謂“共享存儲”，是指虛擬機(jī)資源池中所有虛擬機(jī)磁盤文件會統(tǒng)一存儲在磁盤陣列或其它存儲設(shè)備上，各節(jié)點(diǎn)僅能通過網(wǎng)絡(luò)連接存儲設(shè)備實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的實(shí)例化(內(nèi)存態(tài))。在這種管理模式下，當(dāng)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)導(dǎo)致運(yùn)行其上的虛擬機(jī)不可用時，容易通過虛擬機(jī)實(shí)例在其它節(jié)點(diǎn)重啟的模式實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)的高可用。
[0004]虛擬機(jī)池化管理帶了管理簡單優(yōu)點(diǎn)的同時，也引入了風(fēng)險集中，單點(diǎn)失效問題。在master/slave管理模式下，master節(jié)點(diǎn)保存了虛擬機(jī)資源池所有節(jié)點(diǎn)的全局狀態(tài)信息，因此master節(jié)點(diǎn)宕機(jī)可能導(dǎo)致整個虛擬機(jī)資源池不可用或虛擬機(jī)資源池重裝等嚴(yán)重后果。單點(diǎn)失效問題涉及到系統(tǒng)的高可用，高可用保障方法可以分為以下四大類(ChanH，Chieu T.An approach to high availability for cloud servers with snapshotmechanism[C]//Proceedings of the Industrial Track of the13th ACM/IFIP/USENIXInternational Middleware Conference.ACM, 2012:6.):鏡像技術(shù)(Mirroring)、復(fù)制技術(shù)(Replication)、故障切換集群(Failover clustering)和快照技術(shù)(snapshot)。
[0005]鏡像技術(shù)是指設(shè)置主節(jié)點(diǎn)和鏡像節(jié)點(diǎn)，鏡像節(jié)點(diǎn)每隔一段時間從主節(jié)點(diǎn)主動取數(shù)據(jù)備份到自身。復(fù)制技術(shù)是基于訂閱者的模式，主節(jié)點(diǎn)在自身狀態(tài)信息發(fā)生變化時主動發(fā)送給所有訂閱的備份節(jié)點(diǎn)，通知其更新狀態(tài)信息。故障切換集群通過多個節(jié)點(diǎn)組成一個集群，集群中任何一個節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障都可以由其他節(jié)點(diǎn)接管?？煺占夹g(shù)是通過節(jié)點(diǎn)每隔一段時間備份一個還原點(diǎn)，當(dāng)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障后可以通過這個備份的還原點(diǎn)來恢復(fù)系統(tǒng)。
[0006]鏡像技術(shù)和復(fù)制技術(shù)被HDFS文件系統(tǒng)(Borthakur Dj Gray Jj SarmaJ S，et al.Apache Hadoop goes realtime at Facebook[C]//Proceedings ofthe2011 international conference on Management of data.ACM, 2011:1071-1080.)用于解決NameNode節(jié)點(diǎn)的單點(diǎn)失效問題。通過設(shè)置一個備份節(jié)點(diǎn)，當(dāng)用戶對文件系統(tǒng)進(jìn)行寫操作導(dǎo)致文件系統(tǒng)的目錄結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時，主NameNode通過復(fù)制技術(shù)將這一操作請求寫入一個NFS共享節(jié)點(diǎn)上，然后備份的節(jié)點(diǎn)通過鏡像技術(shù)不斷的讀取NFS共享節(jié)點(diǎn)上的操作請求執(zhí)行，保障與主NameNode節(jié)點(diǎn)上保存的信息一致,在主節(jié)點(diǎn)失效時能接管其工作,但是這種方式備份節(jié)點(diǎn)是靜態(tài)指定，缺乏靈活性，并且NFS節(jié)點(diǎn)也是個單點(diǎn)問題。
[0007]故障切換集群被廣泛應(yīng)用與XenServer和vSphere虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)中,通過slave節(jié)點(diǎn)來探知master節(jié)點(diǎn)是否失效，當(dāng)某個slave節(jié)點(diǎn)探知到master節(jié)點(diǎn)失效時，通過一定的選舉算法，比如 Bully 算法(Garcia-Molina H.Elections in a distributedcomputing system [J].Computers, IEEE Transactions on, 1982, 100(1):48-59)選舉出一個新的節(jié)點(diǎn)充當(dāng)master節(jié)點(diǎn)恢復(fù)之前保存的數(shù)據(jù),繼續(xù)管理資源池中的成員節(jié)點(diǎn)和虛擬機(jī)。由于新的master節(jié)點(diǎn)是通過所有的slave節(jié)點(diǎn)在故障發(fā)生后根據(jù)選舉算法協(xié)同選舉出來的，所以恢復(fù)時間相對較長。
[0008]此外的快照技術(shù)(snapshot)，如果在設(shè)置的還原點(diǎn)之前需要備份數(shù)據(jù)改變并且發(fā)生故障，系統(tǒng)將難以恢復(fù)到故障發(fā)生之前的狀態(tài)。
[0009]綜上所述，上述幾種方法中存在的缺乏靈活性和故障恢復(fù)時間長的缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明技術(shù)解決問題:克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于角色的虛擬機(jī)池高可用系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)的靈活性和減少故障的恢復(fù)時間。
[0011]本發(fā)明技術(shù)解決方案:一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)，通過序列法保障系統(tǒng)中只有一個master節(jié)點(diǎn)和備份節(jié)點(diǎn)，以及通過雙向異步通信機(jī)制來保障master節(jié)點(diǎn)和備份節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致性。
[0012]通過增加一個backup節(jié)點(diǎn)的角色,這個節(jié)點(diǎn)由master節(jié)點(diǎn)主動選舉出來,然后master節(jié)點(diǎn)失效由backup節(jié)點(diǎn)主動接管其工作,這樣達(dá)到backup節(jié)點(diǎn)自動選取和master節(jié)點(diǎn)主動替換的效果。如圖1所示，該系統(tǒng)包括三個模塊:
[0013]I)節(jié)點(diǎn)管理模塊:負(fù)責(zé)本節(jié)點(diǎn)的虛擬機(jī)的生命周期管理，包括虛擬機(jī)的創(chuàng)建，關(guān)閉，啟動，遷移，周期性地監(jiān)聽本節(jié)點(diǎn)和運(yùn)行其上的每個虛擬機(jī)的資源使用情況，并寫入本地的文件方便遠(yuǎn)程客戶端解析；周期性地向master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)發(fā)送狀態(tài)信息,狀態(tài)信息包括運(yùn)行了哪些虛擬機(jī)，虛擬機(jī)關(guān)聯(lián)的磁盤文件等；
[0014]2)資源池管理模塊:負(fù)責(zé)管理虛擬機(jī)資源池中的每個節(jié)點(diǎn)，如監(jiān)聽資源池中每個節(jié)點(diǎn)是否有效。根據(jù)用戶的請求轉(zhuǎn)發(fā)給目標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行相應(yīng)的操作。提供虛擬機(jī)資源池的建立和彈性資源供給，即節(jié)點(diǎn)的添加和退出；
[0015]3)高可用管理模塊:在master節(jié)點(diǎn)上,高可用模塊負(fù)載監(jiān)聽backup節(jié)點(diǎn)的是否有效，當(dāng)無效時，選舉出新的備份節(jié)點(diǎn)繼續(xù)監(jiān)聽。在backup節(jié)點(diǎn)上,高可用模塊負(fù)載監(jiān)聽master節(jié)點(diǎn)是否有效，當(dāng)無效時主動接管其工作，并廣播給虛擬機(jī)資源池中的所有節(jié)點(diǎn)這一變化。master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)同時負(fù)責(zé)接收來自slave節(jié)點(diǎn)的心跳信息,根據(jù)心跳信息來更新自身保存的狀態(tài)信息。
[0016]在基于角色的雙機(jī)熱備高可用系統(tǒng)中，主要涉及到兩種方法和一種機(jī)制，分別是基于角色的雙機(jī)熱備方法、序列法和雙向異步通信機(jī)制。通過基于角色的雙機(jī)熱備方法消除master節(jié)點(diǎn)單點(diǎn)失效問題帶來的服務(wù)間斷。通過序列法保障資源池中只有一個master節(jié)點(diǎn)提供與用戶交互的入口。通過雙向異步通信機(jī)制保障master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)兩者的狀態(tài)信息的一致性。
[0017]以下是詳細(xì)描述。
[0018]3.1基于角色的節(jié)點(diǎn)描述和轉(zhuǎn)換關(guān)系，如圖2所示。
[0019]為了方便后面的表述,本文用三元組P=〈Number, Role, Squence〉來描述每個節(jié)點(diǎn)，其中不同的元素的具體含義如下:
[0020]I) Number,即節(jié)點(diǎn)的編號，如資源池中一共有三個節(jié)點(diǎn)，用NI，N2和N3來分別表示這三個節(jié)點(diǎn)；
[0021]2)Role,即節(jié)點(diǎn)的角色,這里有master, backup和slave三種角色,每種角色執(zhí)行不同功能；
[0022]3) Squence,即節(jié)點(diǎn)的時間序號，每個節(jié)點(diǎn)都會有一個時間序號。
[0023]例如，<N3，backup, 35>表示第3個節(jié)點(diǎn)的角色為backup，并且它的時間序號為35。
[0024]虛擬機(jī)資源池中的每個節(jié)點(diǎn)都賦予了一定的角色，每個角色具有不同的功能。分別如下:
[0025]I) master節(jié)點(diǎn)也稱為主節(jié)點(diǎn)，它是虛擬機(jī)資源池的唯一邏輯入口，負(fù)責(zé)管理資源池中的所有節(jié)點(diǎn)；
[0026]2) slave節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)本節(jié)點(diǎn)的虛擬機(jī)生命周期的管理；
[0027]3)backup節(jié)點(diǎn)用于備份master節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息,保證與master節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息一致，并在master節(jié)點(diǎn)失效時接管其工作。
[0028]資源池中各個節(jié)點(diǎn)所處的角色并不是固定的，而是隨著不同條件在三種角色中轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換關(guān)系如圖2所示，其中none表示節(jié)點(diǎn)不賦予任何角色，不在虛擬機(jī)資源池中:
[0029](I)用戶建立虛擬機(jī)資源池時指定一個none節(jié)點(diǎn)作為master節(jié)點(diǎn)；
[0030](2)當(dāng)用戶需要將一個none節(jié)點(diǎn)加入虛擬機(jī)資源池時，該節(jié)點(diǎn)從none轉(zhuǎn)變?yōu)閟lave節(jié)點(diǎn),成為資源池中的成員節(jié)點(diǎn)；
[0031](3)用戶將某個節(jié)點(diǎn)從虛擬機(jī)資源池中移除后,該節(jié)點(diǎn)由slave節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為none節(jié)點(diǎn)，不再屬于這個虛擬機(jī)資源池；
[0032](4)當(dāng)虛擬機(jī)資源池中的backup節(jié)點(diǎn)未被選取或者之前選取的backup節(jié)點(diǎn)失效時，由master節(jié)點(diǎn)選舉出一個有效的slave節(jié)點(diǎn)，使其成為backup節(jié)點(diǎn)；
[0033](5)當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)探測到虛擬機(jī)資源池中的master節(jié)點(diǎn)失效時，主動轉(zhuǎn)換為master,接管master節(jié)點(diǎn)的工作；
[0034](6)當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)后,重新回到資源池中，轉(zhuǎn)變?yōu)閟lave節(jié)點(diǎn)。
[0035](7)當(dāng)master節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)后,重新回到虛擬機(jī)資源池中，并轉(zhuǎn)變?yōu)閟lave節(jié)點(diǎn)；
[0036]3.2基于角色的雙機(jī)熱備方法
[0037]master/slave模式下要消除單點(diǎn)失效問題，關(guān)鍵是在master節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時，能夠有一個節(jié)點(diǎn)被選舉出來主動接管其工作。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的基于角色的雙機(jī)熱備方法，該方法實(shí)現(xiàn)在master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)的高可用模塊,具體的算法如圖3所示，其中定義Si (I≤i≤η)為虛擬機(jī)池中的第i個節(jié)點(diǎn)。[0038]如果節(jié)點(diǎn)的角色為master時,具體執(zhí)行步驟如下:
[0039]Dmaster節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽backup節(jié)點(diǎn)是否有效或者未選舉,如果backup節(jié)點(diǎn)有效則轉(zhuǎn)步驟I)繼續(xù)監(jiān)聽這個節(jié)點(diǎn)，如果無效則轉(zhuǎn)步驟2)；
[0040]2) master節(jié)點(diǎn)遍歷資源池中的所有節(jié)點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)一個有效的節(jié)點(diǎn)，將這個節(jié)點(diǎn)角色轉(zhuǎn)換為backup,并將保存的狀態(tài)信息備份到這個節(jié)點(diǎn)上,轉(zhuǎn)步驟I)監(jiān)聽這個backup節(jié)點(diǎn)。否則這次選舉失敗轉(zhuǎn)步驟2)繼續(xù)進(jìn)行選舉。
[0041]如果節(jié)點(diǎn)的角色為backup時,具體執(zhí)行步驟如下:
[0042]l)backup節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽資源池中的master節(jié)點(diǎn)是否有效,如果有效則轉(zhuǎn)步驟I)繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)聽，如果無效則轉(zhuǎn)步驟2)；
[0043]2) backup節(jié)點(diǎn)將自身角色轉(zhuǎn)換為master節(jié)點(diǎn)，并開啟對應(yīng)master節(jié)點(diǎn)的服務(wù)，同時通知資源池中其他節(jié)點(diǎn)master節(jié)點(diǎn)發(fā)生了變化。
[0044]3.3序列法
[0045]在基于角色的雙機(jī)熱備方法中，master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)的失效判定是通過一定的時間內(nèi)能否接收到對方的響應(yīng)消息來判定的。如果節(jié)點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)短暫不可用，或者節(jié)點(diǎn)過于繁忙導(dǎo)致不能及時響應(yīng)請求，則會被判定為發(fā)生宕機(jī)現(xiàn)象。這樣會導(dǎo)致資源池中出現(xiàn)多個master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)的情況,造成多個master和backup節(jié)點(diǎn)之間保存的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。
[0046]傳統(tǒng)的解決方法是通過仲裁的方式，即設(shè)置一個參考的IP，當(dāng)master節(jié)點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，master節(jié)點(diǎn)ping參考IP失敗,則轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)，而backup節(jié)點(diǎn)ping參考IP成功，貝1J轉(zhuǎn)換為master節(jié)點(diǎn)選取出新的backup節(jié)點(diǎn)。當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，master節(jié)點(diǎn)ping參考IP成功，則選取出新的backup節(jié)點(diǎn)，而backup節(jié)點(diǎn)ping參考IP失敗，則轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)。但是這種方法不能解決節(jié)點(diǎn)繁忙的情況，節(jié)點(diǎn)繁忙時ping命令也不能及時執(zhí)行。
[0047]為了解決這個問題，保障上述的方法有效，發(fā)明了序列法。具體的規(guī)定如下:
[0048](I) slave節(jié)點(diǎn)的序列號為O ;
[0049](2)當(dāng)每個節(jié)點(diǎn)被重新初始化時序列號都為O。
[0050]該方法實(shí)現(xiàn)于master節(jié)點(diǎn)的高可用模塊，具體的算法如圖4所示，其中定義Sequence (i)表示第i個節(jié)點(diǎn)的序列號。以master節(jié)點(diǎn)表示為〈Ni, master, k>為例，它選舉出第j個有效節(jié)點(diǎn)為backup節(jié)點(diǎn)，將這個節(jié)點(diǎn)的序列號設(shè)置為k+Ι，此時這個j結(jié)點(diǎn)表示為〈Nj, backup, k+l>。Master節(jié)點(diǎn)即〈Ni, master, k>每隔一段時間會檢查資源池中的每個節(jié)點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)某個節(jié)點(diǎn)的角色不為slave，并且序列號小于等于自身，則通知這個節(jié)點(diǎn)關(guān)閉角色對應(yīng)的服務(wù)，轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)?？梢钥吹焦?jié)點(diǎn)〈Ni, master, k>只會把角色不為slave，并且序列號小于等于k的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)，并不會影響到由它選舉出來的〈Nj, backup, k+l>備份節(jié)點(diǎn)。通過序列法能夠保障資源池中只有一個master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)。
[0051]3.4雙向異步通信機(jī)制，如圖10所示
[0052]系統(tǒng)采用基于角色的雙機(jī)熱備的方法來保障master節(jié)點(diǎn)的高可用，最重要的是保證backup節(jié)點(diǎn)和master節(jié)點(diǎn)保存的狀態(tài)信息的一致性,這樣backup節(jié)點(diǎn)才能無故障的接管master節(jié)點(diǎn)的工作。[0053]為了保證這兩個節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息的一致性，發(fā)明了一種雙向異步通信機(jī)制，來自客戶端的操作請求發(fā)送給master節(jié)點(diǎn)，由它轉(zhuǎn)發(fā)給slave節(jié)點(diǎn)，slave節(jié)點(diǎn)完成操作后發(fā)送響應(yīng)消息給master,由master將響應(yīng)消息發(fā)送給客戶端。slave節(jié)點(diǎn)每隔一段時間將自身的狀態(tài)信息發(fā)送給master和backup節(jié)點(diǎn)，master和backup節(jié)點(diǎn)收到來自slave的狀態(tài)信息，則更新保存的狀態(tài)信息。這樣，即使在master節(jié)點(diǎn)巖機(jī)時,slave節(jié)點(diǎn)也能將本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息及時通知給新的master節(jié)點(diǎn)。同時master節(jié)點(diǎn)每隔一段時間廣播一個消息給資源池中的所有節(jié)點(diǎn)，使得每個節(jié)點(diǎn)都能知道m(xù)aster和backup節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)地址,避免某個節(jié)點(diǎn)巖機(jī)恢復(fù)的過程中master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)的地址發(fā)生變化時,不能將狀態(tài)信息發(fā)送到正確的目標(biāo)地址。
[0054]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下技術(shù)優(yōu)勢:
[0055](I)本發(fā)明中的master節(jié)點(diǎn)的故障判斷和接管,backup節(jié)點(diǎn)的故障檢測和主動選取都是有系統(tǒng)自身完成，無需人工干預(yù)，能夠有效地解決單點(diǎn)失效問題。同時由于backup節(jié)點(diǎn)是由master節(jié)點(diǎn)在正常提供服務(wù)的過程中選舉出來的,相比傳統(tǒng)方法master節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障后由其他節(jié)點(diǎn)探知然后協(xié)調(diào)選舉出一個節(jié)點(diǎn)接管，本發(fā)明中的方法故障恢復(fù)時間短。
[0056](2)本發(fā)明中的序列法,能夠保障資源池中只存在一個master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)。相比現(xiàn)有的技術(shù)，能夠處理由于節(jié)點(diǎn)服務(wù)繁忙帶來的“假死”現(xiàn)象。
[0057](3)本發(fā)明才用了雙向異步通信機(jī)制來保證master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致性，能在通過slave節(jié)點(diǎn)發(fā)送的狀態(tài)信息，來恢復(fù)整個資源池的全局狀態(tài)信息。
[0058](4)上述幾種方法中存在的缺乏靈活性和故障恢復(fù)時間長的缺點(diǎn)。本發(fā)明基于故障切換集群技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了一種基于角色的雙機(jī)熱備的高可用系統(tǒng)。該系統(tǒng)通過備份節(jié)點(diǎn)的自動選舉和master節(jié)點(diǎn)故障的主動接管替換的方式提高了系統(tǒng)的靈活性和減少故障的恢復(fù)時間。通過序列法保障系統(tǒng)中只有一個master節(jié)點(diǎn)和備份結(jié)點(diǎn)，以及通過雙向異步通信機(jī)制來保障master節(jié)點(diǎn)和備份節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)一致性。
[0059](5)在基于角色的雙機(jī)熱備方法中,master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)的失效判定是通過一定的時間內(nèi)能否接收到對方的響應(yīng)消息來判定的。如果節(jié)點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)短暫不可用，或者節(jié)點(diǎn)過于繁忙導(dǎo)致不能及時響應(yīng)請求，則會被判定為發(fā)生宕機(jī)現(xiàn)象。這樣會導(dǎo)致資源池中出現(xiàn)多個master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)的情況,造成多個master和backup節(jié)點(diǎn)之間保存的數(shù)據(jù)不一致的現(xiàn)象。
[0060](6)傳統(tǒng)的解決方法是通過仲裁的方式，即設(shè)置一個參考的IP，當(dāng)master節(jié)點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，master節(jié)點(diǎn)ping參考IP失敗,則轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)，而backup節(jié)點(diǎn)ping參考IP成功,則轉(zhuǎn)換為master節(jié)點(diǎn)選取出新的backup節(jié)點(diǎn)。當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)發(fā)生故障時，master節(jié)點(diǎn)ping參考IP成功,貝U選取出新的backup節(jié)點(diǎn)，而backup節(jié)點(diǎn)ping參考IP失敗，則轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)。但是這種方法不能解決節(jié)點(diǎn)繁忙的情況,節(jié)點(diǎn)繁忙時Ping命令也不能及時執(zhí)行。為了解決這個問題，發(fā)明了序列法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0061]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)的組成框圖；
[0062]圖2為本發(fā)明中角色轉(zhuǎn)換圖；[0063]圖3為本發(fā)明中本基于角色的節(jié)點(diǎn)選舉替換算法；
[0064]圖4為本發(fā)明中序列法算法；
[0065]圖5為本發(fā)明中序列法處理master節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)故障示例圖；
[0066]圖6為本發(fā)明中序列法處理master節(jié)點(diǎn)“假死”示例圖；
[0067]圖7為本發(fā)明中序列法處理backup節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)故障示例圖；
[0068]圖8為本發(fā)明中序列法處理backup節(jié)點(diǎn)“假死”示例圖；
[0069]圖9為本發(fā)明中的基于角色的雙機(jī)熱備的處理過程圖；
[0070]圖10為本發(fā)明中雙向異步通信機(jī)制的處理過程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0071]本發(fā)明基于角色的虛擬機(jī)池高可用保障技術(shù)及系統(tǒng),通過master和backup節(jié)點(diǎn)的故障檢測，故障恢復(fù)，能夠有效地解決單點(diǎn)失效問題。以下結(jié)合具體實(shí)施例和附圖對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0072]在系統(tǒng)的高可用模塊中，通過基于角色的雙機(jī)熱備的處理方法，來保障資源池中master節(jié)點(diǎn)巖機(jī)時,有一個有效的backup節(jié)點(diǎn)接管它的工作,保障系統(tǒng)能夠正常提供服務(wù)，以下是根據(jù)具體的場景實(shí)例進(jìn)行闡述。
[0073]1.基于角色的雙機(jī)熱備的處理過程，如圖3所示。
[0074]在3.1節(jié)定義三元組的基礎(chǔ)上，改變第三元來，用來表示節(jié)點(diǎn)是否有效(invalid表示無效，valid表示有效),假設(shè)資源池中有5個節(jié)點(diǎn),分別表示為〈N:, master, valid), <N2, backup, valid>, <N3, slave, invalid), <N4, slave, invalid)和 <N5, slave, valid>,如圖9(a)所示。
[0075](I)當(dāng)隊(duì)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時，即表示為〈I backup, invalid〉, N1節(jié)點(diǎn)探知其無效,開始遍歷資源池中的節(jié)點(diǎn)，選舉出有效節(jié)點(diǎn)；
[0076](2)如圖9 (b)所示,遍歷到〈Na slave, invalid〉時,發(fā)現(xiàn)其無效繼續(xù)遍歷。當(dāng)遍歷到〈ΝΑ slave, invalid)時,發(fā)現(xiàn)其無效繼續(xù)遍歷。當(dāng)遍歷到<N5, slave, valid)時,發(fā)現(xiàn)其有效，則將狀態(tài)信息備份到這個節(jié)點(diǎn)上，并將其角色轉(zhuǎn)換為backup，結(jié)束此次選舉，此時N5 節(jié)點(diǎn)表示為 <N5, backup, valid〉；
[0077](3)如圖9 (c)所示，當(dāng)N1節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障，即表示為〈NI, master, invalid), N5節(jié)點(diǎn)探知其無效，則將自身轉(zhuǎn)換為master的角色，即表示為<N5, master, valid〉；
[0078](4) N5節(jié)點(diǎn)始遍歷資源池中的節(jié)點(diǎn)，選舉出有效節(jié)點(diǎn)。當(dāng)遍歷到(N1, master, invalid〉時，發(fā)現(xiàn)其無效繼續(xù)遍歷。當(dāng)遍歷到<N2, backup, invalid〉時，發(fā)現(xiàn)其無效繼續(xù)遍歷。當(dāng)遍歷到〈I slave, invalid〉時，發(fā)現(xiàn)其無效繼續(xù)遍歷。當(dāng)遍歷到<N4, slave, invalid)時,發(fā)現(xiàn)其無效繼續(xù)遍歷。N5節(jié)點(diǎn)在這次遍歷過程沒有發(fā)現(xiàn)有效的節(jié)點(diǎn)，將進(jìn)行新的一輪的遍歷；
[0079](5)如圖9(d)所示，若某個時刻N(yùn)3節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)成為有效節(jié)點(diǎn)，即表示為<N3, slave, valid〉。它將被N5節(jié)點(diǎn)探知到,轉(zhuǎn)換為backup節(jié)點(diǎn),即為<N3, backup, valid),則N5節(jié)點(diǎn)完成選舉；
[0080](6)如圖(9e)所示，當(dāng)某個時刻N(yùn)1節(jié)點(diǎn)和N2節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)，它們都將轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)，即分別表示為〈N:, slave, valid〉和 <N2, slave, valid〉。[0081]在系統(tǒng)的高可用模塊中，通過序列法，來克服網(wǎng)絡(luò)故障帶來的資源池中出現(xiàn)多個maste節(jié)點(diǎn)沖突的情況,保障資源池中只有一個master節(jié)點(diǎn)來管理整個資源池的節(jié)點(diǎn)和虛擬機(jī)。以下是根據(jù)具體的場景實(shí)例來詳細(xì)闡述這個方法的處理過程。
[0082]2.序列法的處理過程，如圖4所示。
[0083]當(dāng)master節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時如圖5所示:
[0084](I)當(dāng)〈隊(duì)，master, k>出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障，由它選舉出來的〈N」, backup, k+l>得不到它的響應(yīng)消息，同時〈N” master, k>也不能選取出新的節(jié)點(diǎn)充當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)；
[0085](2) <Nj, backup, k+l> 而轉(zhuǎn)變?yōu)椤碞j，master，k+l>,然后選取出一個<Nk, backup, k+2> ；
[0086](3)若〈隊(duì)，master, k>的網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)，它會選取出〈隊(duì)，backup, k+l> ；
[0087](4)由于〈N」, master, k+l>是序列號最大的master節(jié)點(diǎn)，它會通知Ni和N1節(jié)點(diǎn)關(guān)閉相應(yīng)服務(wù)，轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)；
[0088]當(dāng)master節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)“假死”現(xiàn)象時如圖6所示，與上述不同在步驟3)，當(dāng)<Ni； master, k> “假死”現(xiàn)象消除時，單方向監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)b是否有效。最終會在步驟4)中，用<Nj, master, k+l>通知其轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)。
[0089]當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時如圖7所示:
[0090](I)當(dāng)〈N」, backup, k>出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)故障時，不能得到〈隊(duì)，master, k_l>響應(yīng)消息，同時〈隊(duì)，master, k_l>也不能得到〈N」, backup, k>的響應(yīng)消息；
[0091](2)由于網(wǎng)絡(luò)故障，〈N」, backup, k>轉(zhuǎn)換為〈N」, master, k>并且不能選取出新的節(jié)點(diǎn)作為backup節(jié)點(diǎn)。而〈隊(duì)，master, k_l>會重新選舉一個新節(jié)點(diǎn)<Nk, backup, k> ；
[0092](3)當(dāng)節(jié)點(diǎn)N」網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)時,選舉出一個新節(jié)點(diǎn)〈隊(duì)，backup, k+l> ；
[0093](4)由于〈隊(duì)，master, k>是序列號最大的master節(jié)點(diǎn)，它會通知N」和Nk節(jié)點(diǎn)關(guān)閉相應(yīng)服務(wù)，轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)。
[0094]當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)“假死”現(xiàn)象時如圖8所示:
[0095](I)當(dāng)〈N」, backup, k>出現(xiàn)“假死”現(xiàn)象，<Ni； master, k~l>不能得到它的響應(yīng)消息，〈N」, backup, k>此刻也暫時停止監(jiān)聽〈隊(duì)，master, k_l> ；
[0096](2)由于〈隊(duì)，master, k_l>不能得到N」節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)消息,貝U選舉出<Nk, backup, k> ；
[0097](3)Ν」節(jié)點(diǎn)的“假死”現(xiàn)象消除，它會單方向監(jiān)聽Ni節(jié)點(diǎn)；
[0098](4)當(dāng)Ni節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)巖機(jī)時，N」節(jié)點(diǎn)和Nk節(jié)點(diǎn)都能探知Ni發(fā)生故障；
[0099](5)由于得不到Ni節(jié)點(diǎn)的響應(yīng)，Nk節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為<Nk，master，k>，選舉出一個新節(jié)點(diǎn)<Nm, backup, k+l>。同時Nj節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為〈N」, master, k>,選舉出一個新節(jié)點(diǎn)<Nn, backup, k+l>。當(dāng)N」節(jié)點(diǎn)通知Nk節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)時,Nk轉(zhuǎn)換為<Nk, slave, 0>,Nm節(jié)點(diǎn)單方向監(jiān)聽Nk節(jié)點(diǎn)。當(dāng)Nk節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)巖機(jī)，Nm節(jié)點(diǎn)會成為序列號最大的master節(jié)點(diǎn)，通知％和Nn節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)。當(dāng)Nk節(jié)點(diǎn)通知％節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)的情況與上述類似。
[0100]3.雙向異步通信機(jī)制的處理過程，如圖10所示。
[0101]定義VM(i，j)表示第i個節(jié)點(diǎn)上的第j個虛擬機(jī)。假設(shè)資源池中有5個節(jié)點(diǎn)和3個虛擬機(jī)，這 5 個節(jié)點(diǎn)分別表示為〈N” master, valid〉，<N2, backup, valid〉，<N3, slave, valid>, <N4, slave, valid〉和 <N5, slave, valid〉, 3 個虛擬機(jī)分別表示為 VM(4, I), VM(4, 2)和VM(5, 1)，如圖 10(a)所示。
[0102](I)客戶端通知(N1, master, valid〉節(jié)點(diǎn)，要求將N4節(jié)點(diǎn)上的第I個虛擬機(jī)遷移到N5節(jié)點(diǎn)上；
[0103](2)如圖10 (b)所示，N1節(jié)點(diǎn)將操作請求轉(zhuǎn)發(fā)給N4節(jié)點(diǎn)，N4節(jié)點(diǎn)接收這個操作請求開始將VM(4，I)虛擬機(jī)遷移到N5節(jié)點(diǎn)；
[0104](3)如圖10(c)所示，在遷移的過程中，N1節(jié)點(diǎn)發(fā)生宕機(jī)故障，即表示為(N1, master, invalid〉，此時遷移過程還在進(jìn)行，而N2節(jié)點(diǎn)成為master節(jié)點(diǎn)，即為<N2, master, valid)。同時N2節(jié)點(diǎn)選舉出N3節(jié)點(diǎn)充當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)，此時N3節(jié)點(diǎn)表示為<N3, backup, valid> ；
[0105](4)此時遷移過程完成，VM(4，I)成為VM(5，2)，N4和N5節(jié)點(diǎn)將自身的狀態(tài)信息通知給N1和N2節(jié)點(diǎn)。由于N1節(jié)點(diǎn)宕機(jī)，它將不接受來自N4和N5的狀態(tài)信息。Master節(jié)點(diǎn)N2接收到來自N4和N5的狀態(tài)信息進(jìn)行更新，則它保存的虛擬機(jī)的狀態(tài)信息為VM(4，2)，VM(5, I)和VM(5，2)。而backup節(jié)點(diǎn)N3接收不到來自N4和N5的狀態(tài)信息，則它保存的虛擬機(jī)的狀態(tài)信息還是為VM(4，1)，VM(4，2)和VM(5，I)；
[0106](5)N2節(jié)點(diǎn)遍歷資源池中的所有節(jié)點(diǎn)，并將master節(jié)點(diǎn)N2和backup節(jié)點(diǎn)N3的位置信息通知給這些節(jié)點(diǎn)；
[0107](6) N4節(jié)點(diǎn)和N5節(jié)點(diǎn)接收到來自master節(jié)點(diǎn)N2發(fā)送的位置信息，則開始將自身的狀態(tài)信息發(fā)送N2和N3節(jié)點(diǎn)；
[0108](7)如圖10 (d)所示，N3節(jié)點(diǎn)接收到來自N4和N5節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息進(jìn)行更新，則它保存的虛擬機(jī)的狀態(tài)信息為VM(4，2)，VM(5，I)和VM(5，2)，與N2節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息一致；
[0109](8)如圖10(d)所示，隊(duì)節(jié)點(diǎn)宕機(jī)恢復(fù)后將成為slave節(jié)點(diǎn)，即表示為〈N” slave, valid),此時它會將自身的狀態(tài)信息發(fā)送給N1和N2節(jié)點(diǎn)。當(dāng)N1將接收到來自master節(jié)點(diǎn)N2發(fā)送的位置信息，開始將自身的狀態(tài)信息發(fā)送給N2和N3節(jié)點(diǎn)。
[0110]本發(fā)明未詳細(xì)闡述部分屬于本領(lǐng)域公知技術(shù)。
[0111]以上所述，僅為本發(fā)明部分【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本領(lǐng)域的人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)，其特征在于:所述虛擬機(jī)池化中包括主節(jié)點(diǎn)即master節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)即slave節(jié)點(diǎn)和備份節(jié)點(diǎn)即backup節(jié)點(diǎn)；master節(jié)點(diǎn)是虛擬機(jī)資源池的唯一邏輯入口，負(fù)責(zé)管理資源池中的所有節(jié)點(diǎn)；slaVe節(jié)點(diǎn)主要負(fù)責(zé)本節(jié)點(diǎn)的虛擬機(jī)生命周期的管理；backup節(jié)點(diǎn)用于備份master節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息,保證與master節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息一致，并在master節(jié)點(diǎn)失效時接管其工作；所述虛擬機(jī)池化中各個節(jié)點(diǎn)所處的角色并不是固定的，而是隨著不同條件在三種角色，即master節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)slave和備份節(jié)點(diǎn)backup中轉(zhuǎn)換； 所述每個節(jié)點(diǎn)均包括節(jié)點(diǎn)管理模塊、資源池管理模塊和高可用管理模塊；每個節(jié)點(diǎn)均包括若干個虛擬機(jī)； 節(jié)點(diǎn)管理模塊:負(fù)責(zé)本節(jié)點(diǎn)的虛擬機(jī)的生命周期管理，包括虛擬機(jī)的創(chuàng)建、關(guān)閉、啟動、遷移，周期性地監(jiān)聽本節(jié)點(diǎn)和運(yùn)行其上的每個虛擬機(jī)的資源使用情況，并寫入本地的文件方便遠(yuǎn)程客戶端解析；周期性地向master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)發(fā)送狀態(tài)信息,狀態(tài)信息包括運(yùn)行了哪些虛擬機(jī)，虛擬機(jī)關(guān)聯(lián)的磁盤文件；同時還接收來自master節(jié)點(diǎn)的操作請求,根據(jù)這個轉(zhuǎn)發(fā)的請求在本節(jié)點(diǎn)完成相應(yīng)的操作； 資源池管理模塊:當(dāng)節(jié)點(diǎn)作為master時，該模塊功能開啟，負(fù)責(zé)管理虛擬機(jī)資源池中的每個節(jié)點(diǎn)即slave和backup節(jié)點(diǎn)，接受來自slave和backup節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息，判定它們是否有效；同時負(fù)責(zé)接收用戶的請求，將請求轉(zhuǎn)發(fā)給正確的目標(biāo)節(jié)點(diǎn)； 高可用管理模塊:當(dāng)節(jié)點(diǎn)為master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)時,該模塊功能開啟，該模塊通過基于角色的雙機(jī)熱備方法，保障在master節(jié)點(diǎn)巖機(jī)時,系統(tǒng)能迅速恢復(fù)功能服務(wù)；通過序列法來保障資源池中只有 一個master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn),利用雙向異步通信機(jī)制來保障master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)兩者狀態(tài)信息的一致性； 上述模塊中，資源池管理模塊和高可用管理模塊共同負(fù)責(zé)管理各個節(jié)點(diǎn)在三種角色中的轉(zhuǎn)換。
2.根據(jù)要求I所述的一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)，其特征在于:所述虛擬機(jī)池化中各個節(jié)點(diǎn)在三種角色，即master節(jié)點(diǎn)、從節(jié)點(diǎn)slave和備份節(jié)點(diǎn)backup中轉(zhuǎn)換過程如下: 用三元組P=〈Number, Role, Squence〉來描述每個節(jié)點(diǎn)，其中不同的元素的具體含義如下:Number，即節(jié)點(diǎn)的編號，虛擬機(jī)池化中一共有三個節(jié)點(diǎn)，用NI，N2和N3來分別表示master, backup 和 slave 這三個節(jié)點(diǎn)；Role,即節(jié)點(diǎn)的角色，master, backup 和 slave 三種角色，每種角色執(zhí)行不同功能；Squence，即節(jié)點(diǎn)的時間序號，每個節(jié)點(diǎn)都會有一個時間序號，實(shí)現(xiàn)步驟如下: (1)用戶建立虛擬機(jī)池化時指定一個none節(jié)點(diǎn)作為master節(jié)點(diǎn)； (2)當(dāng)用戶需要將一個none節(jié)點(diǎn)加入虛擬機(jī)池化時,該節(jié)點(diǎn)從none轉(zhuǎn)變?yōu)閟lave節(jié)點(diǎn)，成為虛擬機(jī)池化中的成員節(jié)點(diǎn)； (3)用戶將某個節(jié)點(diǎn)從虛擬機(jī)池化中移除后,該節(jié)點(diǎn)由slave節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)化為none節(jié)點(diǎn),不再屬于這個虛擬機(jī)池化； (4)當(dāng)虛擬機(jī)池化中的backup節(jié)點(diǎn)未被選取或者之前選取的backup節(jié)點(diǎn)失效時，由master節(jié)點(diǎn)選舉出一個有效的slave節(jié)點(diǎn)，使其成為backup節(jié)點(diǎn)； (5)當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)探測到虛擬機(jī)池化中的master節(jié)點(diǎn)失效時,主動轉(zhuǎn)換為master,接管master節(jié)點(diǎn)的工作； (6)當(dāng)backup節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)后,重新回到虛擬機(jī)池化中,轉(zhuǎn)變?yōu)閟lave節(jié)點(diǎn)； (7)當(dāng)master節(jié)點(diǎn)故障恢復(fù)后,重新回到虛擬機(jī)池化中，并轉(zhuǎn)變?yōu)閟lave節(jié)點(diǎn)。
3.根據(jù)要求I所述的一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)，其特征在于:所述基于角色的雙機(jī)熱備方法具體如下:其中定義Si為虛擬機(jī)池中的第i個節(jié)點(diǎn)，I < i < η ; 如果節(jié)點(diǎn)的角色為master時,具體執(zhí)行步驟如下: (I) master節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽backup節(jié)點(diǎn)是否有效或者未選舉,如果backuo節(jié)點(diǎn)有效則轉(zhuǎn)步(I)繼續(xù)監(jiān)聽這個節(jié)點(diǎn)，如果無效則轉(zhuǎn)步驟(2)； (2 )master節(jié)點(diǎn)遍歷資源池中的所有節(jié)點(diǎn),若發(fā)現(xiàn)一個有效的節(jié)點(diǎn)，將這個節(jié)點(diǎn)角色轉(zhuǎn)換為backup,并將保存的狀態(tài)信息備份到這個節(jié)點(diǎn)上,轉(zhuǎn)步驟(I)監(jiān)聽這個backup節(jié)點(diǎn)，否則這次選舉失敗轉(zhuǎn)步驟(2)繼續(xù)進(jìn)行選舉； 如果節(jié)點(diǎn)的角色為backup時,具體執(zhí)行步驟如下: (1)backup節(jié)點(diǎn)監(jiān)聽資源池中的master節(jié)點(diǎn)是否有效,如果有效則轉(zhuǎn)步驟(I)繼續(xù)進(jìn)行監(jiān)聽，如果無效則轉(zhuǎn)步驟(2)； (2)backup節(jié)點(diǎn)將自身角色轉(zhuǎn)換為master節(jié)點(diǎn)，并開啟對應(yīng)master節(jié)點(diǎn)的服務(wù)，同時通知資源池中其他節(jié)點(diǎn)master節(jié)點(diǎn)發(fā)生了變化。
4.根據(jù)要求I所述 的一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)，其特征在于:所述序列法具體實(shí)現(xiàn)如下: (1)slave節(jié)點(diǎn)的序列號為O ; (2)當(dāng)每個節(jié)點(diǎn)被重新初始化時序列號都為O; 其中定義Sequence⑴表示第i個節(jié)點(diǎn)的序列號，以master節(jié)點(diǎn)表示為〈Ni, master, k>為例,它選舉出第j個有效節(jié)點(diǎn)為backup節(jié)點(diǎn),將這個節(jié)點(diǎn)的序列號設(shè)置為k+Ι,此時這個j結(jié)點(diǎn)表示為〈Nj, backup, k+l> ;Master節(jié)點(diǎn)即〈Ni, master, k>每隔一段時間會檢查資源池中的每個節(jié)點(diǎn)，若發(fā)現(xiàn)某個節(jié)點(diǎn)的角色不為slave，并且序列號小于等于自身，貝1J通知這個節(jié)點(diǎn)關(guān)閉角色對應(yīng)的服務(wù)，轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)，節(jié)點(diǎn)〈Ni, master, k>只會把角色不為slave，并且序列號小于等于k的節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)換為slave節(jié)點(diǎn)，并不會影響到由它選舉出來的〈Nj, backup, k+l>備份節(jié)點(diǎn)，通過序列法能夠保障資源池中只有一個master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)ο
5.根據(jù)要求I所述的一種基于角色的高可用虛擬機(jī)池化管理系統(tǒng)，其特征在于:所述雙向異步通信機(jī)制具體實(shí)現(xiàn)如下:來自客戶端的操作請求發(fā)送給master節(jié)點(diǎn)，由它轉(zhuǎn)發(fā)給slave節(jié)點(diǎn)，slave節(jié)點(diǎn)完成操作后發(fā)送響應(yīng)消息給master,由master將響應(yīng)消息發(fā)送給客戶端。slave節(jié)點(diǎn)每隔一段時間將自身的狀態(tài)信息發(fā)送給master和backup節(jié)點(diǎn),master和backup節(jié)點(diǎn)收到來自slave的狀態(tài)信息,則更新保存的狀態(tài)信息,這樣即使在master節(jié)點(diǎn)巖機(jī)時，slave節(jié)點(diǎn)也能將本節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)信息及時通知給新的master節(jié)點(diǎn)；同時master節(jié)點(diǎn)每隔一段時間廣播一個消息給資源池中的所有節(jié)點(diǎn)，使得每個節(jié)點(diǎn)都能知道m(xù)aster和backup節(jié)點(diǎn)的目標(biāo)地址,避免某個節(jié)點(diǎn)巖機(jī)恢復(fù)的過程中master節(jié)點(diǎn)和backup節(jié)點(diǎn)的地址發(fā)生變化時，不能將狀態(tài)信息發(fā)送到正確的目標(biāo)地址。
【文檔編號】G06F9/455GK103457775SQ201310398784
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月5日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月5日
【發(fā)明者】黃濤, 張文博, 鐘華, 羅濤, 吳恒, 徐繼偉 申請人:中國科學(xué)院軟件研究所