[发明专利]一种基于虚拟化的高可用计算机系统

说明书

技术领域

本发明涉及计算机应用技术领域，具体地说是一种基于虚拟化的高可用计算机系统。

背景技术

基于虚拟化的高可用计算机系统的研制主要面复杂业务系统。复杂业务系统是一种实时复杂的信息与控制系统，它担负着数据收集、数据融合、数据分发及指令的处理等重要任务。一般采用全分布式的体系结构，所有的设备均与网络相连，进行信息交换。作为复杂业务系统的核心，其服务器平台需要完成系统管理、数据收发、数据处理、指令处理、文电处理以及软件处理等重要功能，对计算机系统同时提出了高可用性和高处理能力的需求，此外考虑到可能出现的在多个不同层次的部署的需求，还要求计算机系统具备规模可伸缩性，对可扩展性存在较高要求。

目前在高可用计算机系统的设计及评测方面开展了一些研究，突破了一些关键技术。在一些项目的研制过程中，积累了关于基于集群的服务器研制的宝贵经验，在系统管理、可用性设计方面取得了一定成果。在这些研究基础上，重点研究基于虚拟化技术的主动故障管理机制，进一步展开以故障为核心的高可用服务器的研制。虚拟化技术可以主动故障管理系统在任务的管理、故障管理和恢复等方面的性能得到更大的提升。在硬件方面，采用基于国产处理器及TCM芯片的全国产硬件计算平台，使用基于CPCI总线架构的刀片设计，也可以提供高效的多机处理能力及良好的可扩展性。

发明内容

本发明的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种基于虚拟化的高可用计算机系统。

本发明的技术方案是按以下方式实现的，系统采用基于国产处理器及TCM芯片的全国产硬件计算平台，使用基于CPCI总线架构的刀片设计，提供高效的多机处理能力及良好的可扩展性，该系统的核心为主动故障管理系统，其通过带内、带外两种方式对系统硬件及软件状态进行实时监测，通过对获取数据的分析，以实现故障的预测、检测及诊断过程，及时完成对故障的隔离与恢复，基于虚拟化的高可用计算机系统分为三部分设计，即系统硬件平台、主动故障管理系统、系统管理软件平台，其中：

系统硬件平台：由计算单元通过高速互连单元形成一个并行处理系统，计算单元之间没有直接联系，所有的业务数据及系统管理都通过上层两个冗余的互连模块传输到计算单元上，互连模块的上行端口直接连接到两个容错管理模块，两个容错管理模块相互为备份，通过心跳检测相互检查是否处于active状态和进行故障时两个容错管理模块之间的数据同步；

主动故障管理系统，主动故障管理系统是整个系统的核心，包括局部故障管理模块和整体故障管理模块，局部故障管理模块包括带内、带外监控模块和故障处理模块，整体故障管理模块包括主动故障管理模块、通讯模块和用户管理接口，在本系统中，将消息传输层独立于管理组件来设计，其间定义标准的消息规范和定义，便于模块化设计，提高故障管理系统的扩展性和可移植性，通过监视器对系统资源的状态和行为进行检测，将异常状态或行为形成故障描述传递给诊断组件，对故障位置、传播途径及影响范围做出评价，并根据知识/规则库形成处理规则，由执行器对涉及的故障组件进行隔离、恢复相关操作。

系统管理软件平台，具有管理系统资源、任务调度与切换、为客户端提供系统映像功能，系统管理软件平台采一种双层容错机制实现，系统管理软件平台统一有序地管理双容错管理、各计算单元、共享存储器，并借助有效的故障处理机制，保证系统高可用的工作，协同管理模块协调管理其他各模块的工作，并为管理员提供友良好的管理界面。

系统硬件平台采用CPCI系统结构，以其高效的多机并行处理能力提供系统所需的处理能力和良好的可扩展性，其接口简单集中，便于热插拔设计，对可维护性设计提供支持，同时可大大缩短系统“展开时间”，另外，在通信与存储接口、电源/散热模块都采用了冗余设计。