基于Linux的双机热备份系统的研究与设计

摘要

随着计算机技术的迅速发展,企业越来越依赖于计算机系统和网络技术,需要企业服务器为客户连续的提供服务。高可用性(High Availability,HA)越来越受到人们的重视。尤其是近年来,全球企业日益重视竞争和协作的统一,企业对系统的高可用性的要求日益增强。企业对系统的高可用性提出了更高的要求。要求系统不但能提供不间断的服务,还要求系统提高在资源管理方面的有效性,不断加强系统在管理上的灵活性。如今的高可用性系统的主要目标是：不间断的服务,动态的资源管理,方便的管理工具。 近年来,计算机领域内新的技术不断涌现,像集群技术,网络通信技术等等。使用这些技术可以建立一个更为可行的高可用性系统,来满足企业的需要。本文作者参加了基于Linux系统双机热备高可用系统的开发工作,在开发过程中,作者对其作了深入的研究,在此基础上,完成了本论文。 传统上,高可用性解决方案是应用小型机并在小型机的基础上架构出一整套解决方案。随着计算机技术的发展,高性能的PC服务器出现了,这些高性能服务器的功能已经达到甚至超过传统意义上的小型机的功能。相应地,一些新的性价比更高的高可用性解决方案也随之产生,双机热备份容错方案便是其中的一种。 本文针对我们的IVR(互动式语音应答)系统的特点,为了服务器能够继续不间断的为客户提供服务,我们在传统双机热备份工作方式的基础上,提出了基于服务程序模块检测的双机热备份系统。本文所研究的具体内容涉及到以下几个方面： 1.简要介绍了目前容错技术概念和发展现状,以及软件容错技术 2.深入研究系统故障产生的根源以及降低故障发生概率的方法 3.对双机容错软件在数据访问方式,网络失效切换策略等方面进行了分析比较,为系统实现提供了前提基础 4.对进程之间通信的方法进行了分析,并将套接字以及管道等技术应用到我们的热备份系统中,实现了系统模块之间的消息通信 5.对服务程序进程模块检测的方法进行了研究,提出了进程模块失效后的恢复策略,并设计出系统的结构组成,制定出实现方案由于增加了对应用服务程序不同模块进行的检测控制,使得服务程序不会因为某个模块的故障导致整个服务不可用,因此,进一步提高了服务器系统的可用性。 本文实现了带有服务检测的双机热备份系统,具有一定的创新性。

目录

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声明

第一章绪论

1.1课题研究的背景

1.2课题研究的来源

1.3课题的研究内容和意义

1.4论文的组织结构

1.5本章小结

第二章高可用系统理论和关键技术

2.1高可用理论

2.1.1高可用理论的主要概念

2.1.2高可用指标

2.2影响系统可用性的原因以及解决方法

2.2.1服务器故障

2.2.2如何避免单点故障

2.2.3可靠性技术

2.2.4可修复技术

2.3集群技术

2.3.1集群概念及其特点

2.3.2集群服务器结构

2.4双机热备份技术

2.4.1双机热备份系统的切换策略

2.4.2双机热备份系统的数据访问方式

2.5本章小结

第三章双机热备份系统的设计与实现

3.1系统的物理结构

3.2系统总体结构

3.3.1系统总体结构设计

3.3.2开发工具简介

3.3.3进程通信

3.3.4消息协议设计

3.3系统详细设计

3.3.1服务进程检测模块设计

3.3.2心跳检测模块设计

3.3.3 IP接管模块设计

3.3.4自定义ARP发送模块

3.3.5命理执行模块

3.4系统测试与评价

3.5本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间取得的研究成果

致谢