[发明专利]用于服务器集群应用程序虚拟化的系统和方法

说明书

相关申请

本申请涉及并要求2012年1月18日提交的美国临时专利申请案第61/588011号以及2013年1月16日提交的美国专利申请案第13/743007号的优先权权益，其全部内容以引用的方式并入本文以便实现充分陈述本文之目的。

技术领域

本发明实施例一般涉及软件虚拟化，更特别地涉及服务器集群中多个节点上的集群服务器应用程序的虚拟化。

背景技术

服务器是一种专用于运行一种或多种服务以满足网络上其它计算机用户的需求的物理计算机。换句话说，就所有意图和目的而言，任何将资源共享至一个或多个客户端进程的计算机化过程都是服务器。例如，通过操作系统将文件共享至客户端的设备是文件服务器。因此，根据服务器所提供的计算服务，服务器可以是数据库服务器、文件服务器、邮件服务器、打印服务器、网络服务器、游戏服务器或者某些其它类型的基于所提供服务的服务器。从硬件意义上来讲，措辞“服务器”通常指的是用于托管网络环境中需求量较大的软件应用程序的计算机模型。在某些情况下，这些特定功能的硬件是专业化的。换言之，服务器计算机具备不同于通用个人计算机的性能。

服务器集群是一组数量至少为两个的独立服务器，它们通过网络彼此连接并作为单一系统进行管理，以便为客户端实现较高的服务可用性。图1A是相关领域中适当技术人员已知的服务器集群环境的概括说明。如图示出的描述中，四个服务器构成了服务器集群100。这种情况下，服务器A 110、服务器B 120、服务器C 130以及服务器D 140直接经由负载均衡器/路由器150连接。路由器150还用作访问互联网170和防火墙160的通路。

服务器集群的设计是使得该集群内的服务器能一起工作，以便保护数据、在该集群内的一个或多个服务器发生故障之后维持应用程序和服务继续运行、以及维持集群配置的一致性。服务器的群集相对于独立服务器来说实现了若干有益的效果。其中一种重要的有益效果就是：在集群内各服务器上运行的集群软件自动检测出应用程序的故障或者该集群内另一服务器的故障。在检测到这类故障后，可以在仍然能运转的服务器上终止并重启发生了故障的应用程序。因此，当集群内的一个计算机发生故障时，资源会进行重新定向，而工作负载会重新分配到该集群内的另一计算机处。

图1B是对图1A所示的服务器集群的进一步示出，在图1A中，服务器C 130已经发生了故障。正如相关领域中适当技术人员已知的那样，服务器集群内服务器的移除是利用了现有的故障转移技术来终止并重启该服务器集群内另一服务器上与服务器C 130相关联的应用程序。然而，这样处理的结果却是，与服务器C相关联的应用程序必须采用新的主机和新的互联网协议地址来进行重新实例化。

服务器集群的其它有益效果包括管理员检查集群资源的状态并相应地平衡该集群内不同服务器之间的工作负载以提高性能的能力。这种可管理性也为管理员提供了在不让重要数据和应用程序离线的情况下对集群内的一个服务器进行更新的能力。可以理解的是，服务器集群是用于关键数据库管理、文件与内联网数据共享、消息发送和一般业务应用等。

服务器集群具有各种形状和大小，但是通常是非对称集群或对称集群。在非对称集群中，备用服务器的存在仅仅是在另一服务器发生故障时接替该服务器。这种类型的集群实现了较高的服务可用性和服务可靠性，但是却是以具有冗余和未使用容量为代价。备用服务器并未执行有用的工作，而且能力上也是与主服务器相当或者是更弱。在对称服务器集群中，该集群内的每个服务器都执行了有用的工作，而且该集群内的每个服务器对于特定应用程序组来说都是主要主机。如果服务器发生了故障，那么剩余的服务器将继续处理分配的应用程序组并且从发生故障的服务器中挑选出新的应用程序。对称服务器集群的性价比更高，但是当发生故障时，工作服务器上的附加负载同样能够使它们出现故障。

在各个服务器上均存在有各应用程序的一个或多个实例。这些应用程序的底层为数据库引擎，如微软处理结构化查询语言或T-SQL。T-SQL是一种专用编程语言，其设计来管理相关数据库管理系统中的数据。T-SQL最初是建立在关系代数和元组关系演算的基础上，其范围包括数据插入、查询、更新和删除功能、模式创建与修改、以及数据存取控制。SQL的其它关系替代方案包括.QL、4D 查询语言、Datalog、基于URL的查询方法、IBM业务系统12、ISBL、JPQL、对象查询语言、UnQL以及QBE等。