一种云计算数据中心的业务高可用方法技术

本发明专利技术涉及一种云计算数据中心的业务高可用方法，所述方法包括：（1）对计算节点的系统内存进行分配；（2）对计算节点的系统内存进行管理；（3）设置计算节点的操作系统的程序加载。本发明专利技术复用业务运行过程中的内存数据，实施开销小。在云计算数据中心的计算节点出现负载不均时，可以使用本发明专利技术实现快速任务迁移，从而实现整个系统的负载再平衡。当云计算数据中心的物理计算节点能力不足时，可以新增物理节点，并且使用本发明专利技术将已有业务快速迁移到新增节点；或者已有物理节点使用率不足时，可以使用此方法将已有业务进行迁移和聚集，减少物理节点使用数量；从而实现云计算数据中心业务的弹性扩展和收缩。

【技术实现步骤摘要】
一种云计算数据中心的业务高可用方法
本专利技术属于云技术，具体讲涉及一种云计算数据中心的业务高可用方法。
技术介绍
云计算是一种使用共享资源的新方式，它改变了传统的全部使用本地物理资源的模式。用户只需要通过网络连接到云计算数据中心，提出对计算、存储、网络等资源的需求描述，云计算数据中心就会根据需求描述进行资源调度并分配实际的物理资源来运行用户应用，满足用户需求。云计算数据中心由规模庞大，规则参数不同的分布在不同地域的资源组成，这些资源之间物理上通过网络连接，逻辑上通过云计算数据中心的资源信息收集、管理、调度模块进行统一，从资源特征上来说，具有差异性、分布性和不可靠性等特点。不可靠性主要指由于物理资源本身由于机房环境、自然环境等导致的设备不可用或由于连接物理资源的网络故障导致的不可用。为了应对云计算数据中心的资源不可靠问题，已有解决方案包括：双机方案。现有云计算数据中心多采用虚拟机技术来运行应用，而虚拟机资源具有创建、管理和销毁都相对容易的特征，所以云计算数据中心业务的高可用方案就采用双虚拟机运行的方式，当其中一台虚拟机发生故障时，采用另一台虚拟机的运行结果。虚拟机迁移方案。由于虚拟机是在物理资源上虚拟出来的计算机，所以，虚拟机和物理机之间并没有直接的关联关系。这样，就可以在物理资源即将发生故障时将虚拟机迁移到其它物理资源的方法来实现高可用及弹性扩展。由于不是所有的物理资源故障都可以预测，所以虚拟机迁移方案的另一种形态是将应用所用的内存单独分区，并阶段性的对该分区做备份。这样突发故障时，使用最近一次的备份内容来将应用异步重构于其它虚拟机上，仍可保障应用的继续运行。对于双机方案，由于虚拟机运行仍需消耗真正的物理资源，因此，同时运行两份相同的虚拟机和业务系统，带来物理资源的浪费，并引起用户费用的上升。虚拟机迁移方案弥补了双机方案的不足，但仍存在备份的及时性和备份的开销之间的矛盾。具体表现为做备份的时间和实际用备份来恢复应用的时间之间存在时间差，时间差内的结果由于没有被备份而导致恢复时这部分结果丢失。所以，为了减少迁移时造成的结果丢失，时间差越小越好。但频繁的对应用进行备份，尤其在应用的数据量较大时，备份的开销将非常大。同时，由于对应用的数据进行备份时对应用程序自身也存在干扰，所以，时间差也不能太小。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种云计算数据中心的业务高可用方法，通过将系统数据和业务数据分离，并采用业务元数据来描述所有业务的数据信息，使得可以将此信息用于系统故障后的重启或业务迁移当云计算环境中负载分配不均情况也可以适用，即系统运行过程中如果发现任务执行过程中的阶段性资源变化，或云计算物理资源在使用中发生的突发变化，则可以将某个物理节点的全部业务信息迁移至新的物理节点，从而实现云计算数据中心业务的弹性扩展。本专利技术的目的是采用上述技术方案实现的：一种云计算数据中心的业务高可用方法，其改进之处在于，所述方法包括（1）对计算节点的系统内存进行分配；（2）对计算节点的系统内存进行管理；（3）设置计算节点的操作系统的程序加载。优选的，所述步骤（1）包括将操作系统内存分为系统自身使用的内存的区域，其它区域为作业务元数据和业务数据使用。优选的，所述步骤（2）包括业务分配业务数据时，同时在业务元数据中记录。优选的，所述步骤（3）包括读取业务元数据记录，并根据业务元数据恢复加载业务。进一步地，所述业务元数据为系统重启后恢复业务数据的基础，其包括业务系统的应用程序镜像信息、内存信息、寄存器信息和参数信息。进一步地，所述内存信息包括进程使用的代码段、数据段、堆栈；所述寄存器信息包括通用寄存器信息和进程相关寄存器信息；所述参数信息包括文件描述符和外设信息。优选的，所述系统重启时初始化系统内存后，通过读取业务元数据恢复业务数据便可正常运行。优选的，所述系统可将物理节点的业务信息迁移至新的物理节点，用于实现云计算数据中心业务的弹性扩展。与现有技术比，本专利技术的有益效果为：本专利技术复用业务运行过程中的内存数据，实施开销小。由于内存中一直保存业务系统的最新运行数据，在计算节点发生软件故障时，可以直接恢复到业务中断前的最新状态，在实现系统高可用目标下，将故障恢复带来的损失降低。当云计算数据中心的计算节点出现负载不均时，可以使用此方法实现快速任务迁移，从而实现整个系统的负载再平衡。当云计算数据中心的物理计算节点能力不足时，可以新增物理节点，并且使用本专利技术将已有业务快速迁移到新增节点；或者已有物理节点使用率不足时，可以使用本专利技术将已有业务进行迁移和聚集，减少物理节点使用数量；从而实现云计算数据中心业务的弹性扩展和收缩。在云计算数据中心具备不间断电源，并且计算机系统重启时并不强制对内存进行初始化的条件下，本专利技术具备可实施性。附图说明图1为本专利技术提供的一种云计算数据中心的业务高可用方法中物理内存规划图。图2为本专利技术提供的一种云计算数据中心的业务高可用方法系统重启流程变化图。图3为本专利技术提供的一种云计算数据中心的业务高可用方法业务元数据信息示意图。图4为本专利技术提供的一种云计算数据中心的业务高可用方法示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术方案中，对操作系统对物理内存的使用布局进行重新规划。将系统内存放置在物理内存的低端，将业务用到的内存放在其余的内存位置。和现有操作系统对业务程序的物理内存划分方式不同的是，在业务内存和系统内存之间新增一个业务元数据内存区。该区域完整描述了所有业务内存的划分、使用信息，通过该元数据信息，可以重建出该系统上所有业务正常运行时所需的数据结构。统计表明，系统故障80%以上的原因是软件故障，而非硬件故障，软件故障通过重启操作系统并重新加载运行应用即可。但传统方案中，操作系统重启过程中，会对所有内存区域进行初始化，这样之前保留的业务信息也将丢失，无法用于应用的重建。本专利技术方案中，通过修改云计算数据中心操作系统，将内存的检测和初始化两个步骤分离，即检测时仍检测整个内存的大小，而初始化时仅对系统内存部门进行初始化，其它内存区保留不变。由于云计算数据中心一般具有不间断电源，并且现有的计算机系统中，系统重启过程中仅对主板做重置位操作，而不断电，这样内存中保存的信息可以在系统重启过程中得以保存。如图2所示，本专利技术方案中，云计算数据中心节点的重启过程发生了变化。业务元数据的组织方式是系统重启后恢复业务数据的基础，需要包含的信息除了业务系统的应用程序镜像信息之外，还应该包括应用运行过程中的内存信息、CPU中的寄存器信息和参数信息三大类型。其中内存信息包括进程使用的代码段、数据段、堆栈等信息；寄存器信息包括通用寄存器信息和进程相关寄存器信息；参数信息包括文件描述符等外设信息。对于内存信息，由于本方案复用原始内存中的内容，所以不需要额外工作。在多个业务并存的模式下，由于元数据保存有应用程序的镜像信息，所以仍可像普通应用运行时一样，采用按需分配的机制，并可以根据物理内存的实际使用状况进行内存数据的换入换出操作。值得注意的是，对于有换页操作的应用，业务元数据需对换页信息做记录。寄存器信息由于存在于CPU中，并且寄存器内容变化较快，所以需要快速的备份机制。计算机系统中为了支持多任务分时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种云计算数据中心的业务高可用方法，其特征在于，所述方法包括（1）对计算节点的系统内存进行分配；（2）对计算节点的系统内存进行管理；（3）设置计算节点的操作系统的程序加载。

【技术特征摘要】
1.一种云计算数据中心的业务高可用方法，其特征在于，所述方法包括：(1)对计算节点的系统内存进行分配；(2)对计算节点的系统内存进行管理；(3)设置计算节点的操作系统的程序加载；所述步骤(1)包括将操作系统内存分为系统自身使用的内存的区域，其它区域作为业务元数据和业务数据使用；所述步骤(2)包括为业务分配业务数据时，同时在业务元数据中记录；所述业务元数据为系统重启后恢复业务数据的基础，其包括业务系统的应用程序镜像信息、内存信息、寄存器信息和参数信息。2.如权利要求1所述的一种云计算数据中心的业务高可用方法，其特征在于，所述步骤(3)包括读取业务元...

【专利技术属性】
技术研发人员：许建卫，
申请(专利权)人：无锡城市云计算中心有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32