虚拟化技术下高可用大规模集群系统HARing的设计和实现

摘要

如今，计算机已经融入了国民经济的方方面面，各种组织或个人对计算机系统提供的服务持续性要求越来越高，同时也希望能减少因服务失效而带来的经济损失。“大数据”、“云计算”时代下，集群系统规模随着数据量和请求量的增长而成倍增长，如何设计拥有良好扩展性的高可用集群系统是当下面临的一大难题。虚拟化技术的引入，一方面为高可用提供了新的解决方案，即通过容器的方法实现资源的分割和相互隔离，降低了容器之间的耦合度，容器内系统的故障互不影响；另一方面增加了单个物理机上的系统复杂度。如何有效地监控虚拟机的运行状态，如何在物理机宕机之后，重新选择其他物理机，启动故障物理机上的虚拟机服务，都需要能随时监控所有物理机之上虚拟机的运行状态以及其提供的服务类型等信息。
　　 针对上述情况，作者对现阶段国内外高可用技术、Xen虚拟化技术以及两者融合产生的虚拟化下高可用集群系统设计技术等三方面进行了深入的研究，提出了新的高可用集群系统-HARing，进行设计与实现，并通过翔实的测试数据支撑、论证本方案的可行性和优越性。HARing具有以下优点：
　　 1.具备良好的扩展性：满足集群规模大幅增大情况下功能和性能要求；
　　 2.针对虚拟化技术提供了相应的解决方案：本系统能从物理机层和虚拟机层两个层次对集群系统进行高可用保障；
　　 3.采用组通信维护集群系统的视图：物理机、虚拟机的加入、故障和退出，都能在视图中反映，并作出上报；
　　 4.有效处理网络分割的问题：网络分割是高可用系统实现中遇到的一大难题，本系统给出了很好的解决方案。