基于多点互备援的高可用服务器管理软件的研究与实现

摘要

在电信、银行、证券等关键领域，服务器需要保持持续稳定运行，并且需要为用户提供不间断服务，如果服务器发生宕机事故将会造成严重后果。为解决上述问题，可以采用提高服务器可用性的方式实现对外服务的持续性，高可用服务器系统包括多个计算节点，提供服务的计算节点存在很多备份资源，当计算节点出现故障时会有其他计算节点接管其上的服务。本文对高可用服务器管理软件的设计方案进行研究，提出了基于多点互备援的高可用管理机制，在该机制管理下，该软件实现了对计算节点和系统服务的管理，保证了服务的高可用性。多点互备援机制采用逻辑服务组的方式对计算节点进行管理，与现有的高可用机制相比，该机制避免了系统中备份资源的过度冗余，有效提高了计算资源的利用率，更适用于系统计算资源不充足的情况。
　　本文首先对现有的双机高可用方案和N+1多机高可用方案进行研究，然后分析了现有的高可用服务器硬件结构，提出了基于多点互备援的高可用管理机制，并对该机制进行了可用性分析，与现有的高可用方案进行可用性对比。本文根据服务器硬件结构对高可用管理软件进行设计和实现，该软件基于多点互备援机制对服务器系统进行管理，服务器系统中的计算节点被划分为若干个逻辑服务组，每个服务组均可独立对外提供服务。管理软件通过虚拟IP技术实现服务组内工作节点切换，保证了用户通过唯一IP对服务进行访问，且对用户屏蔽了系统内部的计算节点逻辑结构。为对计算节点进行心跳状态监测，本文实现了基于投票的心跳检测模型，并提出了双节点系统中防止网络分割的心跳检测方案。管理软件可以对服务资源故障、心跳故障、共享存储故障和系统带外故障进行处理，本文对故障处理机制进行了详细设计，采用以决策节点进行全局故障处理的策略，对每种类型的故障进行详细的故障定义，对不同的故障类型进行分析并制定不同的故障处理策略，实现了对计算节点故障的高效处理。

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第1章 绪 论

1.1 课题背景与研究意义

1.2 国内外研究现状

1.3论文研究内容和组织结构

第2章 高可用服务器的管理机制和关键技术研究

2.1 常见高可用系统

2.2 高可用服务器系统的管理机制

2.3 基于多点互备援机制的系统可用性分析

2.4关键技术的研究

2.5 本章小结

第3章 高可用服务器管理软件的概要设计

3.1 需求分析

3.2 高可用管理软件架构

3.3 管理软件各模块概要设计

3.4 故障处理核心场景分析

3.5 本章小结

第4章 高可用服务器管理软件的详细设计与实现

4.1 管理员接口的实现

4.2 协同管理模块

4.3 消息传输管理

4.4 成员管理模块

4.5 服务组管理

4.6 心跳管理模块

4.7 故障处理模块

4.8 系统测试结果

4.9 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢