高可用服务器管理软件的研究与实现

发布时间：2017-04-27 03:12

  本文关键词：高可用服务器管理软件的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着移动数字化时代的发展和大数据时代的到来，计算机和网络已经成为我们日常生活中不可分割的一部分。多机协同的高性能服务器现在已经被广泛的应用到各个领域中，与此同时这类服务器一旦出现故障所带来的影响也日益严重。因此对服务器的高可用技术的研究，确保服务器为用户提供稳定持续的服务就变得愈发重要。高可用性的实现可以从硬件和软件的角度实现。高可靠的硬件采用新的设计技术使得硬件本身具有更低的故障率，但追求硬件性能提高本身就会带来更高的故障率，这给硬件的设计带来很大的困难，同时也提高了高可用硬件设计的成本，所以在多服务器平台下更多的是应用管理软件实现高可用性。 本文对现有的高可用技术进行研究，从容错和负载均衡两方面展开，包括心跳检测、数据同步、故障切换、双机热备、负载均衡模式和调度算法等技术。选择合适的技术，针对实际的服务器架构特点，设计了与结构相匹配的高可用服务器管理软件并在麒麟系统上实现了该软件。在容错性上，针对负载均衡层和真实节点层不同的容错需求设计了两种不同的心跳诊断和故障处理机制。在负载均衡层应用了VRRP网络冗余协议的思想，既保证了失效节点的快速诊断和切换也维护了单一的对外IP资源，屏蔽了系统的内部结构；在真实工作节点层，采用加速心跳机制一定程度的规避了故障的误检率，同时实现对真实节点失效的故障隔离。在负载均衡研究中针对现有的负载均衡方案的不足，引入虚拟转换端口实现新的跨局域网NAT模式，可以更好的应对后端真实工作服务器处于不同局域网的情况，，保证了系统的可扩展性。在设计中采用了模块化的设计思想，将系统的功能分配给各个功能模块完成，并提供一个远程Web和命令行结合的管理员接口来监控系统的运行状态。
【关键词】：高可用技术 负载均衡 跨局域网NAT 麒麟系统
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP368.5
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-13
• 1.1 课题来源及研究的目的和意义8-9
• 1.2 国内外的研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 主要研究内容11-12
• 1.4 论文结构安排12-13
• 第2章 实际高可用服务器体系结构和相关技术研究13-25
• 2.1 高可用服务器硬件结构13-14
• 2.2 高可用服务器管理软件的意义14-16
• 2.2.1 管理软件实现的意义14-15
• 2.2.2 管理软件对系统的组织15-16
• 2.3 相关技术的研究16-24
• 2.3.1 双机容错的技术16-17
• 2.3.2 心跳检测方法的研究17-19
• 2.3.3 数据同步技术19-21
• 2.3.4 负载均衡技术21-24
• 2.4 本章小结24-25
• 第3章 高可用服务器管理软件的概要设计25-38
• 3.1 系统管理软件需求分析25-28
• 3.1.1 管理软件的性能需求25-26
• 3.1.2 管理软件要实现的功能26-28
• 3.2 高可用服务器管理软件的逻辑结构28-29
• 3.3 管理软件各功能模块的设计29-35
• 3.3.1 管理员接口模块29
• 3.3.2 机间协调模块29-32
• 3.3.3 配置管理模块32-33
• 3.3.4 负载均衡模块33-35
• 3.4 系统运行的核心场景分析35-36
• 3.4.1 主负载节点的失效切换35
• 3.4.2 负载均衡和故障隔离场景35-36
• 3.5 本章小结36-38
• 第4章 高可用服务器管理软件的详细设计与实现38-66
• 4.1 管理员接口模块实现38-41
• 4.1.1 远程访问接口的文件组织结构38-39
• 4.1.2 主界面的实现39-40
• 4.1.3 调用 root 权限命令的方法40-41
• 4.2 机间协调模块实现41-49
• 4.2.1 VRRP 的实现机制41
• 4.2.2 负载节点间心跳数据结构41-42
• 4.2.3 负载节点双机热备子模块工作流程42-46
• 4.2.4 真实工作节点健康检测子模块流程46-47
• 4.2.5 模块运行结果47-49
• 4.3 配置管理模块49-52
• 4.3.1 配置文件组织方式和数据结构49-51
• 4.3.2 配置文件的解析过程51-52
• 4.4 负载均衡模块52-64
• 4.4.1 基于 IP 和端口的数据转发实现基础52-54
• 4.4.2 关键数据结构的定义54-56
• 4.4.3 负载均衡模块工作流程56-59
• 4.4.4 负载调度算法的实现59-61
• 4.4.5 模块实验结果61-64
• 4.5 本章小结64-66
• 结论66-67
• 参考文献67-71
• 致谢71

【参考文献】

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  本文关键词：高可用服务器管理软件的研究与实现，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：329808