[發明專利]一種提高容錯服務器應用層級容錯性能的方法

有效

• 申請號: 201110321691.1
• 申請日: 2011-10-21
• 公開（公告）號: CN102404139A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發明（設計）人: 王友升
• 申請（專利權）人: 浪潮電子信息產業股份有限公司
• 主分類號: H04L12/24
• 分類號: H04L12/24;H04L29/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

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技術領域

本發明涉及一種服務器技術,?具體地說是一種提高容錯服務器應用層級容錯性能的方法。

背景技術

隨著計算機技術的日益成熟，以及計算機硬件成本的迅速降低，各種結構復雜、功能強大的計算機系統被廣泛的應用于金融、電信、能源、民航等領域。這些系統的核心服務器運轉一旦出現停頓，會對整個社會生活造成嚴重的損害，往往會產生巨大的經濟損失，甚至直接威脅到社會的安定和經濟的正常運行。如何確保這些計算機系統的可靠性已經成為高端容錯服務器研發人員最大的挑戰。

目前應用廣泛的雙機熱備技術它在一定程度上可以提高系統的可靠性，但是它也有很多不足，主要是它不能解決軟件故障，不能做到完全防止停機，只能減少停機時間。另外還有一些基于數據庫的集群技術，它最大的特點是軟硬件偶合度大，不利于系統的可靠性設計，特別是軟件的容忍性設計。

通過分析系統故障的原因，在應用層級進最大可能降低進程故障和通信故障最簡單的方法，就是利用單個集中控制的服務器來提高服務進程的可靠性和可用性，但是這種方式太依賴于集中控制的物理服務器，雖然目前容錯服務器做了相當多的冗余技術，但仍不能解決部分硬件故障問題。

正是在以上需求的情況下，我們提出了一種應用層級提高容錯服務器容錯性能的技術方案，該方案優點是基于應用層進行設計，在系統內核中加入容錯架構，通過三級容錯機制進行容錯恢復，提高容錯服務器的容錯能力。

發明內容

本發明的目的是提供一種提高容錯服務器應用層級容錯性能的方法。

本發明的方法是按以下方式實現的，包括自動檢測與恢復模塊、遠程恢復模塊、日志轉儲恢復模塊，通過在操作系統內核中加入容錯架構來提高應用層級服務器的容錯性能，容錯架構是由三級串行容錯模塊組成，故障由操作集的自檢測機制進行檢測，然后通過自恢復模塊進行自恢復過程，自恢復不成功才將故障交給遠程恢復容錯模塊處理，遠程恢復失效后，交給日志容錯模塊進行本地日志的的前滾，為了解決部分硬件故障問題，引入了PB機制、IP組播技術和日志技術，實現無縫整合計算機硬件和應用層，克服了軟硬件脫離和脫節的問題，提高系統的靈活性和可移植性：

為了解決部分硬件故障問題，為此我們引入了PB機制、IP組播技術和日志技術實現無縫整合計算機硬件和應用層，克服了軟硬件脫離和脫節的問題，提高系統的靈活性和可移植性，該方案具有容錯恢復代價小、可靠性高、真正實現軟硬件之間的無縫融合的特點。

具體步驟如下；

首先通過用戶接口向應用層提供訪問文件系統的能力，然后內核層接口依賴下層模塊提供的系統調用的內核實現邏輯，內核接口層由文件系統的操作集構成，當系統正常工作時，系統調用和操作集交互，實現應用程序的功能，一旦操作失敗，需要判定是否發生了故障，如果發生故障，交給三級并行容錯模塊處理；

應用層根據故障的特點和原因進行分析，然后調用三級容錯模塊中的第一級自檢測與恢復模塊，把故障進行隔離，隔離故障進程是通過故障處理器和故障內存將操作遷移到容錯服務器中正常的硬件上工作，然后進行軟件層面的恢復；如果是硬件故障或者是自檢測恢復成功，則系統恢復結束；

如果是自檢測與恢復模塊恢復失敗，則系統調用第二級容錯模塊遠程實時恢復，在遠程實時恢復過程中，故障節點機器首先會利用IP組播技術檢測臨近節點的B備份，利用B備份，通過通信模塊進行拷貝恢復，同時保證各備份之間的一致性，如果二級容錯模塊恢復成功，則容錯恢復停止，否則繼續進行三級容錯日志轉儲恢復；

在日志轉儲恢復中，我們通過利用操作系統的日志功能來記錄系統運行過程中的數據改變，來進行系統的前滾和后退來達到容錯服務器容錯恢復的目的，如果通過自檢測與恢復、異己恢復和日志恢復完成故障恢復，并將結果保存，返回內核接口，這樣保證容錯服務器恢復過程中對用戶的透明。

三級容錯模塊的容錯邏輯執行步驟如下：

應用層接口發出讀寫指令，操作集模塊進行讀寫分離，如果是讀操作，則選取一個有效的副本，然后讀成功；如果是寫操作，同步所有副本，如果同步所有副本失敗，服務器首先在本地進行屏蔽錯誤，然后自檢恢復，一旦恢復失敗，它會進行異己容錯，如果異己容錯失敗，系統將進行日志容錯，然后恢復成功，系統恢復成功后，然后同步所有的副本，完成寫操作，容錯恢復成功。