[发明专利]虚拟化备份容错系统及方法

说明书

本发明公开了一种虚拟化备份容错系统及方法，涉及虚拟化热迁移技术领域。该系统包括主用板、备用板、TCP同步通道，主用板和备用板的结构相同，主用板通过TCP同步通道与备用板进行交互，该系统采用新的预拷贝策略：备用板将主用板同步成功的数据保存在内存中，并在本次同步成功后更新上一次同步数据；对原始虚拟化热迁移功能进行扩展，采用系统级保护：主用板同步完成后不关闭虚拟机，备用板在接收完同步数据后仍保持暂停状态。本发明中的备用板实现多镜像点备份，将多个镜像存储在内存或硬盘中，当主用板发生故障时，备用板选取最新的镜像恢复同步数据，代替主用板工作，保证控制层业务不间断运行。

技术领域

本发明涉及虚拟化热迁移技术领域，具体是涉及一种虚拟化备份容错系统及方法。

背景技术

随着信息应用数据的不断扩大，运行在单台物理服务器的应用给服务器带来较重的负担。一旦设备出现故障，服务器就会出现故障，业务就会中断，系统稳定性能较差，业务连续性能较弱。因此，虚拟化技术成为各大设备商家研究的热点。简单来说，虚拟化技术是指计算机相关模块在虚拟软件的基础上运行，并不是在真实独立的物理硬件基础上运行，将有限的、固定的资源根据不同需求进行重新规划，以达到最大利用率，达到简化管理、优化资源等目的。

热迁移又称在线迁移，虚拟机在不同物理设备之间迁移保持业务正常，而且迁移过程中停机时间很短。对于服务本身来说，主备切换的时间很短，对用户来说迁移过程是透明的，用户感知不到业务的中断。热迁移适用于服务可用性很高的场景。XEN是剑桥大学开发的一个开放源代码虚拟机监视器，XEN热迁移和KVM(Kernel-based Virtual Machine，基于内核的虚拟机)都是采用传统的迭代预拷贝策略，就是预先拷贝全部内存镜像到目的主机，此时源主机的虚拟机还没有冻结，目的主机还没启动，重复拷贝这个过程中被虚拟机写过的脏页内存，直到时机成熟，预拷贝循环结束。

NSF(Non-Stop Forwarding，路由器不间断转发)是一种设备级高可靠性技术，它可以在设备控制层面出现故障后，继续保持转发，并在较短时间内完全恢复设备功能，继续正常运行。但是，NSF技术主控故障恢复需要依赖于邻居设置的支持，如果网络中设备协作复杂，一旦有多个节点出现故障，NSF故障恢复需要花费很长的时间，网络拓扑恢复变的缓慢，导致NSF失效。

NSR(Non-Stop Routing，路由器不间断路由)是一种自包含技术，不需要邻居协助，不存在互通性问题，可以应用在任意组网环境下拥有AMB(Active Main Board，主用主控板，以下简称主用板)和SMB(Slave Main Board，备用主控板，以下简称备用板)的单台设备上，主用板、备用板同时运行，主用板发生故障时，协议控制平面无缝转移到备用板。NSR实现了控制平面倒换而邻居不感知，当多个节点发生故障时，系统依然运行在可控范围之内。对于单点接入运营商网络的情况，单点出现故障或者需要维护时，设备发生主备切换，若此时邻居不支持GR(Graceful Restart，平滑重启)或多个邻居节点在同一时间失效，会导致设备将无法重建路由信息。部署NSR则能够解决上述问题，给用户的关键业务提供不间断路由转发，给系统带来高可靠性保障。

虚拟化NSR就是采用虚拟化技术实现NSR的功能。对网络层相关模块进行修改，实现网络连接备份以保证网络连接不中断。要求控制层面运行在虚拟机内，将主用板内控制层虚拟机状态实时备份到备用板内，当主用板的控制层面发生故障时，启用备用板上的虚拟机接替，保证控制层面不间断运行。原始的虚拟化热迁移技术实现如下：主用板第一次向备用板同步所有内存数据，之后仅同步脏页数据，在同步完成后主用板关闭虚拟机，备用板的虚拟机进入运行状态。传统的虚拟化商家采用的是进程级保护，备用板只能接收一次主用板传送来的同步数据，当一个物理应用板发生故障时，会导致整个业务中断。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种虚拟化备份容错系统及方法，主用板发生故障时，备用板通过恢复同步数据接替其工作，保证控制层业务不间断运行。