[发明专利]群集系统和用于备份群集系统中的副本的方法

说明书

技术领域

本发明涉及群集化计算机系统的部件的复制，并且特别涉及用于备份群集化计算机系统的部件的次要(secondary)副本的备份复制。

背景技术

群集化系统中的主要固有问题在于其对于故障的潜在脆弱性。当所述群集中的单一节点崩溃时，整个系统的可用性可能被危害。用于增加系统可靠性的冗余通常通过部件的复制引入到所述系统中。复制分布式系统中的服务或过程要求所述服务的每个副本保持一致状态。该一致性由特定复制协议来确保。存在用于组织过程副本的不同方式，并且一般区分为活跃(active)、非活跃(passive)和半活跃(semi-active)复制。

在还被称为状态机方案的所述活跃复制技术中，每个副本处理接收自客户机的请求并发送应答。所述副本独立地运转，以及该技术在于确保所有副本按相同顺序接收所述请求。该技术在崩溃的情况下具有低响应时间。然而，因为所有副本并行处理所有请求，所以引发大量的运行时开销，由此使得其是对于商业应用的高可用性解决方案的不切实际的选择。

通过还被称为主要(primary)备份的所述非活跃复制技术，被称为主要副本的所述副本中的一个接收来自客户机的请求并返回响应。所述备份仅与主要副本交互，并且从该主要副本接收状态更新消息。如果该主要副本出故障，则所述备份中的一个进行接管。与活跃复制不同，其要求比活跃复制更少的处理能力，并且不对处理请求的确定性作任何假设。然而，在故障情况下存在显著增长的响应时间，这使得其不适于高时效性应用的环境。

所述半活跃复制技术避开了高时效性应用环境中活跃复制的所述非确定性问题。该技术是基于活跃复制，并且扩展以领导者(leader)和追随者(follower)的概念。尽管请求的实际处理由所有副本实施，但实施所述处理的非确定性部分和通知追随者是领导者的职责。该技术接近活跃复制，其不同在于非确定性处理是可能的。然而，在主要副本故障的情况下会引发大量的恢复时间开销。

在2001年2月13日发布的Ronstrom等人的美国专利6,189,017B1，METHOD TO BE USED WITH A DISTRIBUTED DATA BASE，AND ASYSTEM ADAPTED TO WORK ACCORDING TO THE METHOD，公开了一种方法，所述方法用于确保具有几个计算机构成节点的系统分布式数据库的可靠性。所述数据库的一部分包括主要副本和次要副本。所述次要副本用于万一第一节点崩溃则重建所述主要副本。

在2004年10月5日发布的Unice的美国专利6,802,024B2，DETERMINISTIC PREEMPTION POINTS IN OPERATING SYSTEMEXECUTION，公开了用于利用支持循环计数器功能的单一或多个处理器提供容错解决方案的方法和装置。所述装置包括主要系统和次要系统。只要第一中断已发生并且该第一中断由所述次要系统导致，则输出设备仅从所述次要系统提供系统输出。

在2003年8月21日出版的Fukuhara等人的美国专利申请出版物2003/0159083 A1，SYSTEM，METHOD AND APPARATUSFOR DATAPROCESSING AND STORAGE TO PROVIDE CONTINUOUSOPERATIONS INDEPENDENT OF DEVICE FAILURE ORDISASTER，公开了一种用于在具有至少两个应用服务器的用户计算设备提供用户应用的连续运转的系统、方法和装置。如果所述应用服务器的一个出现故障或变为不可用，则用户请求可以在没有任何延迟的情况下在至少另一应用服务器被连续处理。

在2005年9月22日出版的Shutt等人的美国专利申请出版物2005/0210082 A1，SYSTEMS AND METHODS FOR THEREPARTITIONING OF DATA，公开了扩展服务器联盟，并且通过将第二服务器上的第一备份数据结构移动到新的服务器、在该新服务器上创建第二数据结构、和在该第二服务器上创建该第二数据的第二备份数据结构来均衡所述联盟服务器的数据负载。