某平安城市系统高可用机制的设计与实现

摘要

平安城市系统是由某研究所开发的物联网系统。这个系统包括许多业务子系统，用来实现城市安保、交通调度和医疗急救调度等综合管理的功能。平安城市系统分为业务系统层和资源管理层。业务系统层包括许多业务子系统，这些业务系统是独立的子系统，负责实现某一块业务功能，比如交通调度系统。同时这些业务系统需要协同工作，实现一体化管理的功能。资源管理层使用基础设施即服务技术来管理底层的物理资源，并且以虚拟机的形式为上层业务系统提供资源服务。
　　平安城市系统是一个复杂的综合性系统。由于系统的规模很大，为了使系统能够提供稳定可靠的服务，需要为系统部署高可用机制，降低故障概率，缩短维护时间。提高系统的可用性，一方面需要增强业务系统自身的可靠性，另一方面需要增强虚拟机的可用性。本文主要论述了虚拟机相关的高可用机制。
　　资源管理层使用的系统是基于开源平台CloudStack重新开发的系统。由于业务系统的规模很大，虚拟机的故障率比较高，维护周期很长，不能满足系统可用性的要求。通过对现有问题的研究发现，现有的虚拟机在状态转换的时候容易发生异常。虚拟机在出现异常时，会一直处于异常状态，既不能提供正常的资源服务，又无法释放虚拟机占用的资源，并且虚拟机上的业务系统也无法提供正常的服务。
　　针对系统现有的问题，主要从两个方面实现高可用机制。首先，增强虚拟机的异常处理功能。系统实时监测虚拟机的状态，当监测到虚拟机处于异常状态时，系统会捕获异常，并自动分析异常的类型，然后做出相应的处理。其次，增加虚拟机迁移功能。对于比较重要的虚拟机，为其增加自动迁移功能。虚拟机宕机时，系统会在原来的主机上自动重启虚拟机，如果虚拟机无法在原来的主机上重启，系统会选择其它可用的主机来重启虚拟机，使虚拟机尽快恢复正常，保证业务系统的连续性。通过这两种方式，缩短了虚拟机在发生异常时的处理时间，避免虚拟机一直处于异常状态，使虚拟机在最短时间内恢复正常。通过部署高可用机制，改善了虚拟机的可靠性，从而提高了系统的可用性。
　　论文在阐述了高可用机制的基本概念、原理和方法的基础上，介绍了高可用机制实现的相关技术;分析了平安城市系统高可用机制的应用需求和技术需求，分别对系统的数据和过程进行建模;给出了系统的应用架构设计，设计了系统的具体业务流程;实现了系统的高可用机制。
　　基于平安城市系统高可用机制系统的测试结果表明，高可用机制能够较好的改善系统的可用性，从而使系统可以更加稳定的运行，有效提升系统整体的可靠性，达到了预定设计目标。

目录

声明

摘要

插图索引

表格索引

符号对照表

缩略语对照表

第一章 绪论

1．1 选题背景及研究意义

1．2 国内外现状

1．3 主要研究内容

1．4 论文结构

第二章 相关概念和技术概述

2．1 CloudStack系统概述及技术说明

2．1．1 CloudStack的应用方向

2．1．2 CloudStack的功能

2．1．3 CloudStack部署架构概述

2．1．4 CloudStaCk管理服务器概述

2．1．5 云的基础设施概述

2．2 spring框架技术介绍

2．3 高可用性技术介绍

2．3．1 非集群式的高可用技术

2．3．2 集群式高可用性技术介绍

2．4 本章小结

第三章 平安城市系统高可用机制需求分析

3．1 平安城市系统概述

3．2 平安城市系统高可用机制的应用需求

3．3 平安城市系统高可用机制的技术需求

3．4 非功能性需求

3．5 本章小结

第四章 平安城市系统高可用机制的设计与实现

4．1 系统架构设计

4．2 高可用机制设计

4．2．1 数据库设计

4．2．2 业务流程设计

4．3 高可用机制的实现

4．4 本章小结

第五章 平安城市系统高可用机制的系统测试

5．1 测试操作步骤

5．2 操作步骤详细说明及测试结果分析

5．3 本章小结

第六章 结束语

参考文献

致谢

作者简介