[发明专利]一种提高容错服务器应用层级容错性能的方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种服务器技术, 具体地说是一种提高容错服务器应用层级容错性能的方法。

背景技术

随着计算机技术的日益成熟，以及计算机硬件成本的迅速降低，各种结构复杂、功能强大的计算机系统被广泛的应用于金融、电信、能源、民航等领域。这些系统的核心服务器运转一旦出现停顿，会对整个社会生活造成严重的损害，往往会产生巨大的经济损失，甚至直接威胁到社会的安定和经济的正常运行。如何确保这些计算机系统的可靠性已经成为高端容错服务器研发人员最大的挑战。

目前应用广泛的双机热备技术它在一定程度上可以提高系统的可靠性，但是它也有很多不足，主要是它不能解决软件故障，不能做到完全防止停机，只能减少停机时间。另外还有一些基于数据库的集群技术，它最大的特点是软硬件偶合度大，不利于系统的可靠性设计，特别是软件的容忍性设计。

通过分析系统故障的原因，在应用层级进最大可能降低进程故障和通信故障最简单的方法，就是利用单个集中控制的服务器来提高服务进程的可靠性和可用性，但是这种方式太依赖于集中控制的物理服务器，虽然目前容错服务器做了相当多的冗余技术，但仍不能解决部分硬件故障问题。

正是在以上需求的情况下，我们提出了一种应用层级提高容错服务器容错性能的技术方案，该方案优点是基于应用层进行设计，在系统内核中加入容错架构，通过三级容错机制进行容错恢复，提高容错服务器的容错能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种提高容错服务器应用层级容错性能的方法。

本发明的方法是按以下方式实现的，包括自动检测与恢复模块、远程恢复模块、日志转储恢复模块，通过在操作系统内核中加入容错架构来提高应用层级服务器的容错性能，容错架构是由三级串行容错模块组成，故障由操作集的自检测机制进行检测，然后通过自恢复模块进行自恢复过程，自恢复不成功才将故障交给远程恢复容错模块处理，远程恢复失效后，交给日志容错模块进行本地日志的的前滚，为了解决部分硬件故障问题，引入了PB机制、IP组播技术和日志技术，实现无缝整合计算机硬件和应用层，克服了软硬件脱离和脱节的问题，提高系统的灵活性和可移植性：

为了解决部分硬件故障问题，为此我们引入了PB机制、IP组播技术和日志技术实现无缝整合计算机硬件和应用层，克服了软硬件脱离和脱节的问题，提高系统的灵活性和可移植性，该方案具有容错恢复代价小、可靠性高、真正实现软硬件之间的无缝融合的特点。

具体步骤如下；

首先通过用户接口向应用层提供访问文件系统的能力，然后内核层接口依赖下层模块提供的系统调用的内核实现逻辑，内核接口层由文件系统的操作集构成，当系统正常工作时，系统调用和操作集交互，实现应用程序的功能，一旦操作失败，需要判定是否发生了故障，如果发生故障，交给三级并行容错模块处理；

应用层根据故障的特点和原因进行分析，然后调用三级容错模块中的第一级自检测与恢复模块，把故障进行隔离，隔离故障进程是通过故障处理器和故障内存将操作迁移到容错服务器中正常的硬件上工作，然后进行软件层面的恢复；如果是硬件故障或者是自检测恢复成功，则系统恢复结束；

如果是自检测与恢复模块恢复失败，则系统调用第二级容错模块远程实时恢复，在远程实时恢复过程中，故障节点机器首先会利用IP组播技术检测临近节点的B备份，利用B备份，通过通信模块进行拷贝恢复，同时保证各备份之间的一致性，如果二级容错模块恢复成功，则容错恢复停止，否则继续进行三级容错日志转储恢复；

在日志转储恢复中，我们通过利用操作系统的日志功能来记录系统运行过程中的数据改变，来进行系统的前滚和后退来达到容错服务器容错恢复的目的，如果通过自检测与恢复、异己恢复和日志恢复完成故障恢复，并将结果保存，返回内核接口，这样保证容错服务器恢复过程中对用户的透明。

三级容错模块的容错逻辑执行步骤如下：

应用层接口发出读写指令，操作集模块进行读写分离，如果是读操作，则选取一个有效的副本，然后读成功；如果是写操作，同步所有副本，如果同步所有副本失败，服务器首先在本地进行屏蔽错误，然后自检恢复，一旦恢复失败，它会进行异己容错，如果异己容错失败，系统将进行日志容错，然后恢复成功，系统恢复成功后，然后同步所有的副本，完成写操作，容错恢复成功。