[发明专利]一种非对称结构的软件三机热备容错方法

摘要

本发明提出了一种非对称结构的软件三机热备容错方法，在本地和远程物理主机之上都装载虚拟机系统，同时为用户应用及其运行环境提供本地和远程两个备份域，用户应用及其运行环境被封装在一个工作域中，本地备份域和工作域运行在同一物理主机之上，远程备份域运行在另一台物理主机之上，两台物理主机通过网络相互连接。由于远程状态备份操作由特定的处理器完成，因此其执行过程不会对本地工作域的运行产生任何影响。该方法在保证系统可靠性的同时，大大降低了主备状态同步带来的性能开销，同时也使得该容错系统的部署更加灵活，可扩展性更好。

主权项

一种非对称结构的软件三机热备容错方法，其特征在于，首先在本地和远程物理主机之上都装载虚拟机系统，再实施以下步骤：步骤1：系统初始化；本地物理主机启动，划分处理器核，创建工作域以及本地备份域，并设定周期性备份时钟，远程物理主机启动，与本地物理主机建立连接，并创建远程备份域；步骤2：本地备份；当备份时钟到来，本地物理主机上的本地状态同步模块暂停本地工作域的运行，执行本地状态同步操作，将工作域的状态同步到本地备份域中，具体操作包括虚拟处理器状态同步、虚拟内存数据同步、虚拟设备状态同步以及虚拟文件系统状态同步；步骤3：远程备份；待本地状态同步完成，本地状态同步模块先恢复本地工作域至正常运行状态，随后发出指令至本地物理主机之上的第一远程状态同步模块，由第一远程状态同步模块开始执行远程状态同步操作，将本地备份域的状态同步到远程备份域中，具体操作包括虚拟处理器状态同步、虚拟内存数据同步、虚拟设备状态同步以及虚拟文件系统状态同步；步骤4：工作域状态监控与故障恢复；本步骤包含：步骤4.1工作域状态监控；本地物理主机之上的第一健康监控与故障恢复模块监控工作域的运行状态，工作域处于正常工作状态时，本地和远程备份域处于暂停状态，即不参与调度运行，也不进行I/O操作；如有故障发生，执行步骤4.2；步骤4.2工作域故障恢复；首先尝试激活本地备份域，并恢复工作域到正常状态；如果本地恢复操作失败，则通过网络连接位于远程物理主机之上的第二健康监控与故障恢复模块，尝试激活远程备份域，并恢复工作域到正常运行状态；步骤5：远程物理主机状态监控与故障恢复；本步骤包含：步骤5.1远程物理主机状态监控；本地物理主机之上的第一健康监控与故障恢复模块监控远程物理主机的运行状态，该模块中设置周期性时钟，时钟到期后，该模块尝试与位于远程物理主机之上的第二健康监控与故障恢复模块通信，判断远程主机当前状态是否正常，如果通信并读取成功，表明状态正常，重置定时器，返回正常执行状态，如果通信失败，表明有故障发生，执行步骤5.2；步骤5.2远程物理主机故障恢复；首先重启远程物理主机，然后让其与本地物理主机建立连接，随后立即执行一次远程同步操作，恢复其到正常备份状态；步骤6：本地物理主机状态监控与故障恢复；本步骤包含：步骤6.1本地物理主机状态监控；远程物理主机之上的第二健康监控及故障恢复模块监控本地物理主机的运行状态，该模块中设置周期性时钟，时钟到期后，该模块尝试与位于本地物理主机之上的第一健康监控与故障恢复模块通信，判断本地物理主机当前状态是否正常，如果通信并读取成功，表明状态正常，重置定时器，返回正常执行状态；如果通信失败，表明有故障发生，执行步骤6.2；步骤6.2本地物理主机故障恢复，首先立即激活远程物理主机之上的远程备份域，接替本地物理主机之上工作域的现有工作，之后重启本地物理主机并重新执行初始化过程，随后与远程物理主机建立连接；连接建立后，第一远程状态同步模块与远程物理主机之上的第二远程状态同步模块配合，在本地物理主机之上重新构建工作域，并迭代执行状态同步操作，将远程备份域的当前状态不断增量同步到本地物理主机之上的工作域中，当迭代数量达到预设值后，暂停远程备份域的工作，执行最后一次同步操作，然后重新激活工作域，立即创建本地备份域，并执行一次本地和远程同步操作。