[發明專利]一種基于云計算的高可用系統及其實現方法

有效

• 申請號: 201310065647.8
• 申請日: 2013-03-01
• 公開（公告）號: CN103152414A
• 公開（公告）日: 2013-06-12
• 發明（設計）人: 王電鋼;常健;王鐵軍;周毅
• 申請（專利權）人: 四川省電力公司信息通信公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;H04L12/24;H04L12/26
• 代理公司: 成都金英專利代理事務所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術領域

本發明涉及一種基于云計算的高可用系統及其實現方法。

背景技術

高可用性（High?Availability，HA）是指通過盡量縮短因日常維護操作（計劃）和突發的系統崩潰（非計劃）所導致的停機時間，以提高系統和應用的可用性。HA系統是目前企業防止核心計算機系統因故障停機的最有效手段。隨著企業信息應用的不斷發展，數據在企業的應用越來越廣，如何提高信息應用的高可用性成為建設穩健的計算機系統的首要任務之一。信息應用通常采用雙機熱備技術提高系統的高可用性。

雙機熱備特指基于高可用系統中的兩臺服務器的熱備（或高可用）。雙機熱備用來解決一種不可避免的計劃或非計劃系統宕機問題的系統（軟件或硬件），對任何導致系統宕機和服務中斷的故障，都會觸發相應的流程進行錯誤判定、故障隔離，并聯機恢復以執行被中斷的服務。按工作中的切換方式，雙機高可用可分為：主/備方式（Active-Standby方式）和雙主機方式（Active-Active方式）。其中，主/備方式即指的是一臺服務器處于某種業務的激活狀態（即Active狀態），另一臺服務器處于該業務的備用狀態（即Standby狀態)；而雙主機方式即指兩種不同業務分別在兩臺服務器上互為主備狀態（即Active-Standby和Standby-Active狀態）。

目前組成雙機熱備的方案主要有三種方式：基于共享存儲（磁盤陣列）的方式、全冗余（雙機雙存儲）的方式和基于數據復制的方式。

基于共享存儲（磁盤陣列）的方式是最常使用的方式，主要通過磁盤陣列提供切換后對數據完整性和連續性的保障。用戶數據一般會放在磁盤陣列上，當主機宕機后，備機繼續從磁盤陣列上取得原有數據。傳統的基于單臺存儲的雙機熱備方式由一臺服務器主機、一臺服務器備機和一個磁盤陣列組成，這種方式因為使用一臺存儲設備，往往被業內人士稱為磁盤單點故障。但一般來講存儲的安全性較高。所以如果忽略存儲設備故障的情況下，這種方式也是業內采用最多的熱備方式。

基于單臺存儲的傳統雙機熱備方式確實存在單點故障的情況，為實現存儲冗余，存儲高可用化也已經越來越多的被用戶接受。可以這樣理解，雙機熱備最早是為解決服務器的計劃性停機與非計劃性宕機的解決方案，但是無法實現存儲設備的計劃性停機與非計劃性宕機帶來的服務器停機，而存儲設備作為雙機熱備中唯一存儲數據的設備，它一旦發生故障往往會造成雙機熱備系統全面崩潰。

基于雙存儲設備的高可用雙機熱備方案，消除了由于單臺存儲設備停機帶來的單點故障，進入了沒有單點故障的全冗余雙機熱備方式。

全冗余雙機熱備方式由兩臺存儲設備、一臺服務器主機和一臺服務器備機組成，其優勢在于：（1）存儲設備之間的數據復制不經過網絡，二是由存儲設備之間進行復制；（2）兩個存儲設備之間的復制是完全實時的，不存在任何時間延時；（3）主備存儲之間的切換時間小于500ms，以確保系統存儲時不產生延時；（4）硬盤盤符及分區不因為主備存儲之間的切換而改變；（5）服務器的切換，不影響存儲之間的初始化，增量同步及數據復制；（6）某一存儲設備的計劃性停機，不影響整個服務器雙機熱備系統的工作；（7）存儲設備之間使用重復數據刪除技術，完成增量同步工作；（8）真正的7×24小時或切換的全冗余方案。但是這種全冗余雙機熱備方式成本高，管理復雜，不適合小規模的信息應用。

基于數據復制的方式主要利用數據的同步方式，保證主備服務器的數據一致性。分布式復制塊設備（Distributed?Replicated?Block?Device，DRBD）是一個開源的數據集群方案，它能夠提供一種動態的主機之間的數據同步。DRBD負責接收數據，把數據寫到本地磁盤，然后發送給另一個主機。另一個主機再將數據存到自己的磁盤中。其他所需的組件有集群成員服務，如TurboHA或心跳連接，以及一些能在塊設備上運行的應用程序。例如：裸I/O、文件系統及fsck、具有恢復能力的數據庫等。

上述三種方式的雙機熱備技術，都至少需要2臺物理服務器，通過冗余的方式實現信息系統的高可用。更多的時候，這些冗余的設備處于備用狀態。隨著企業中信息系統數量的增加，為了保證系統的高可用，勢必會帶來大量冗余設備。這種情況對于中小企業來說，必然帶來建設和維護成本的增加。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種保證企業信息應用高可用性的同時減少企業成本的一種基于云計算的高可用系統及其實現方法。