[发明专利]高可用性数据处理系统及其操作

说明书

技术领域

本公开一般地涉及基于检查点的高可用性系统，更具体地说，涉及用于记录高可用性数据的地址的技术。

背景技术

可以根据应用和支持平台考虑计算。支持平台通常包括以下各项的硬件基础架构：一个或多个处理器核心、输入/输出、存储器和固定存储装置(它们的组合支持操作系统(OS)，操作系统又支持一个或多个应用)。应用可以被视为自包含的逻辑包，它们依赖于核心对象文件和相关资源文件。随着计算成为现代工业的不可分割部分，应用变得与其它应用的存在相互依赖。即，应用的必需环境不仅包括底层OS和支持硬件平台，而且还包括其它关键应用。

关键应用可以包括应用服务器、数据库管理服务器、协作服务器，以及通常称为中间件的通信逻辑。如果给出应用复杂性和平台互操作性，则在单个硬件平台中执行的不同应用组合可以展现不同程度的性能和稳定性。虚拟化技术在支持平台和正在执行的应用之间插入一个层。从业务连续性和灾难恢复的角度来看，虚拟化提供环境可移植的固有优势。例如，移动配置有多个不同应用的整个环境如同将虚拟映像从一个支持硬件平台移动到另一个平台那样简单。

一般而言，更强大的计算环境可以支持多个不同虚拟映像的共存，同时保持映像之间的虚拟分离。因此，一个虚拟映像中的故障情况通常不能危及同一硬件平台中的其它同时执行的虚拟映像的完整性。虚拟机监视器(VMM)或系统管理程序管理每个虚拟映像或虚拟机(VM)与硬件平台提供的底层资源之间的交互。裸机系统管理程序直接在硬件平台上运行，类似于OS直接在硬件上运行的方式。相比之下，托管系统管理程序在主机OS中运行。在任何一种情况下，系统管理程序都可以支持不同客机OS映像或VM映像(或简称VM)的操作。VM的数量仅由持有VM的VM容器的处理资源或硬件平台限制。

虚拟化被证明对于以下最终用户尤其有用：他们针对在单个硬件平台上部署的不同类型应用，需要单独的计算环境。例如，一种类型的硬件平台本机的主要OS可以提供不同硬件平台本机的虚拟化客机OS(以便需要存在客机OS的应用可以与需要存在主要OS的其它应用共存)。在这种情况下，不需要最终用户提供单独的计算环境来支持不同类型的应用。即，不考虑客机OS，对单个硬件平台的底层资源的访问仍为静态。

在组合应用解决方案中，部署虚拟化环境以便在不同VM中聚合相互依赖的不同应用。例如，应用服务器可以在一个VM中执行，而数据库管理服务器在不同VM中执行，Web服务器在另一个VM中执行。在安全网络中，每个VM可以以通信方式耦合到彼此，并且应用的任何给定部署可以实时迁移到不同部署而不会干扰其它VM中的其它应用的执行。在典型的实时迁移中，VM可以从一个主机服务器移动到另一个主机服务器，以便例如允许服务器维护或者允许改进硬件对VM的支持。

基于检查点的高可用性(HA)是一种技术，其中在主要主机上运行的VM将其每个时期(例如，25mS)的处理器和存储器状态镜像到辅助主机。镜像过程通常包括：跟踪主要VM的存储器和处理器状态的更改；定期停止主要VM；通过网络将更改发送到辅助主机；等待辅助主机确认接收存储器和处理器状态更新；以及恢复主要VM。如果主要主机发生突然硬件故障，则镜像过程确保辅助主机能够以最小的服务损失恢复工作负载。如果辅助主机检测到主要主机未响应或者从主要主机接收到显式通知，则辅助主机启动VM的镜像版本，并且向外界显示为VM跨越主要主机故障而无缝地继续执行。

尽管基于检查点的HA技术针对硬件故障提供有效保护，但基于检查点的HA技术不会防止软件故障。因为在辅助主机上如实再现主要VM的处理器和存储器状态，所以如果软件崩溃(例如，取消引用空指针)导致故障转移到辅助主机，则辅助VM从上一个检查点恢复执行，并且如果程序执行是确定的，则将发生相同的错误。具有某些受限情况，其中如果软件故障触发故障转移，则VM可能不会崩溃。但是，这些情况很少见，并且更多地依赖运气而不是设计。例如，当在辅助主机上恢复工作负载时，可能不会发生显示为争用情况(其中一个处理器可以访问正在由另一个处理器修改的数据)的软件错误，因为侥幸地由于调度，数据最终可能不会被同时访问。

发明内容