一种不依赖于共享存储的高可用集群管理方法
【专利摘要】本发明公开了一种不依赖于共享存储的高可用集群管理方法，不需要添加额外的存储设备，根据需求配置集群，通过集群节点自身的块设备，和网络带宽限制，同步或异步传输磁盘数据，保障各节点之间磁盘数据传输和共享；该高可用集群管理方法提出了一种不依赖于共享存储的磁盘数据传输装置，该磁盘数据传输装置包括同步跟踪模块、块数据同步模块、数据更改映射模块和同步链路模块；该高可用集群管理方法通过集群节点自身的块设备实现节点间磁盘数据传输和共享，可以大大减少存储设备带来的成本，降低配置复杂性和集群管理风险。
【专利说明】—种不依赖于共享存储的高可用集群管理方法
[0001]
【技术领域】
[0002]本发明涉及高可用集群系统中磁盘数据共享的管理方法，具体地说是一种不依赖于共享存储的高可用集群管理方法。
【背景技术】
[0003]高可用集群系统是指能够保证业务24小时不中断，在系统发生问题或者应用软件发生问题时，能够快速恢复业务，尽可能将宕机时间控制在分钟级别的系统。高可用集群系统中管理的业务资源种类繁多，包括进程资源、浮动IP资源、服务资源、脚本资源、磁盘资源、数据库监控资源和中间件监控资源等，各种资源和其监视资源可根据应用场景进行定制化配置和管理。其中，磁盘资源用于储存关键型应用所需的共有的数据。
[0004]在双机集群管理系统，目前是采用如下方式部署和配置磁盘资源:添加一块额外的存储设备，并且在双机上与存储设备建立连接，保证在每个节点上可以访问该存储。在集群设置时，添加磁盘资源时，填写该存储设备对应的盘符，集群启动后会通过磁盘过滤驱动保证双机对该存储设备的互斥访问，从而保护数据的一致性和完整性。但是这种通过添加存储设备管理磁盘数据的方法，需要额外投入较高的成本去购买存储设备，并且要求集群中每个节点与存储设备的连接正常，要求外界保障的因素较多。因此，需要一种不依赖于共享存储的磁盘数据管理方法，通过节点本身的磁盘进行数据传输访问，从而保证数据的一致性和完整性。而集群各节点都有自己的块设备，完全可以利用自身的块设备实现共有数据的存储和享用。因此 发明一种不依赖于共享存储的高可用集群管理方法就显得非常必要。
【发明内容】
[0005]针对现有技术存在的不足之处，本发明提出了一种不依赖于共享存储的高可用集
群管理方法。
[0006]本发明所述一种不依赖于共享存储的高可用集群管理方法，解决上述技术问题采用的技术方案如下:所述高可用集群管理方法不需要添加额外的存储设备，根据需求配置集群，通过集群节点自身的块设备，和网络带宽限制，同步或异步传输磁盘数据，保障各节点之间磁盘数据传输和共享；该高可用集群管理方法提出了一种不依赖于共享存储的磁盘数据传输装置，该磁盘数据传输装置包括同步跟踪模块、块数据同步模块、数据更改映射模块和同步链路模块；其中，
所述同步跟踪模块是一个循环缓冲区，通常由循环队列实现，用于记录从应用程序接收的要写入指定磁盘的io，以维持写入顺序保真；
所述块数据同步模块是执行双机节点磁盘数据传输，以及实现数据调度功能的模块，属于整个磁盘数据管理的核心模块； 所述数据更改映射模块用于在同步跟踪模块溢出时跟踪写入操作，这样可避免对辅助集群节点上的数据完全重新进行同步；
所述同步链路模块是连接主节点与辅助节点的模块，用于在主节点与辅助节点间建立链路，并提供了两个节点间数据传输的媒介。
[0007]本发明所述不依赖于共享存储的高可用集群管理方法具有的有益效果:
该高可用集群管理方法能够解决因添加额外的存储设备带来的成本高及连接约束问
题；一方面，通过集群节点本身自带的块设备存储数据，降低了额外的存储设备开销；一方面，减少了集群节点与设备间连接复杂性，降低高可用集群管理的风险。
【专利附图】
【附图说明】
[0008]附图1为不依赖于共享存储的高可用集群管理方法模块组成图；
附图2为同步模式下复制数据流程图；
附图3为异步模式下复制数据流程图。
【具体实施方式】
[0009]参照说明书附图，对本发明的一种不依赖于共享存储的高可用集群管理方法作以下详细地说明。
[0010]本发明所述高可用集群管理方法不需要添加额外的存储设备，根据需求配置集群，通过集群节点自身的块设备，和网络带宽限制，同步或异步传输磁盘数据，保障各节点之间磁盘数据传输和共享；该高可用集群管理方法提出了一种不依赖于共享存储的磁盘数据传输装置，该磁盘数据传输装置包括同步跟踪模块、块数据同步模块、数据更改映射模块和同步链路模块。
[0011]下面分别对上述同步跟踪模块、块数据同步模块、数据更改映射模块和同步链路模块进行详细说明:
所述同步跟踪模块是一个循环缓冲区，通常由循环队列实现，用于记录从应用程序接收的要写入指定磁盘的i0，以维持写入顺序保真；
所述块数据同步模块是执行双机节点磁盘数据传输以及实现数据调度功能的模块，属于整个磁盘数据管理的核心模块；
所述数据更改映射模块用于在同步跟踪模块溢出时跟踪写入操作，这样可避免对辅助集群节点上的数据完全重新进行同步；
所述同步链路模块是连接主节点与辅助节点的模块，用于在主节点与辅助节点间建立链路，并提供了两个节点间数据传输的媒介。
[0012]该高可用集群管理方法所述块数据同步模块中，提供两种节点之间磁盘数据同步方式，同步模式和异步模式；
在同步模式下进行数据同步时，辅助节点上的数据完全是最新的，如果主节点发生灾难，则可以毫无损失地从任何继续正常运行的辅助节点恢复数据；如果辅助节点必须反映已在主节点上成功完成的所有写入，则选择使用同步模式比较合适；同步模式的优点是数据主辅节点同步，保持最新；缺点是高延迟或带宽受限的环境中影响应用程序性能，辅助节点较多时，速度最慢的节点成为应用程序延迟的瓶颈； 在异步模式下进行数据同步时，将主节点块数据的更新记录在主节点同步跟踪模块中时即完成更新，后续通过同步链路模块将应用数据同步到辅助节点；异步模式不保证数据始终是最新的，但它对应用程序性能的影响较小，并能够使用更具有成本效益的通信；该模式可以保证在辅助节点磁盘上进行所有已对主节点磁盘完成的更新，并会有一些延迟；因此，异步模式的优点是应用程序性能影响小，写入完成返回快；缺点是辅助节点数据不是实时最新，当有应用程序数据写入时，辅助节点数据更新有延迟。
[0013]附图2为同步模式下复制数据流程图，如图2所示，所述同步模式下复制数据流程为:
步骤1:磁盘数据传输装置在主节点上接收应用程序的写入；
步骤2:将写入写到主节点同步跟踪模块；
步骤3:将写入写到主节点磁盘上，同时通过同步链路模块，将写入发送到辅助节点并等待来自辅助节点的网络确认；
步骤4:在辅助节点上，磁盘数据传输装置接收并处理写入信息，然后将网络确认发送给主节点；
步骤5:将写入发送到辅助节点上的磁盘中；
步骤6:将数据写入写入到辅助节点上的磁盘之后，辅助节点上的磁盘数据传输装置会向主节点发送一个数据确认；
步骤7:当主节点收到来自所有辅助节点主机的数据确认之后，磁盘数据传输装置会在同步跟踪模块中将写入标记为已完成；
在同步模式下复制数据的流程中，只要在磁盘数据传输装置内核内存中收到写入信息，辅助节点就会发送网络确认，这样将从应用程序延迟中消除写入辅助节点磁盘所需的时间。在主节点上，磁盘数据传输装置不会等待将数据写入到辅助节点磁盘，这样可以提高应用程序性能。但是，磁盘数据传输装置会跟踪所有此类尚未写入磁盘的确认写入信息。如果在写入辅助节点上的磁盘之前辅助节点崩溃，或者主节点在收到数据确认之前崩溃，磁盘数据传输装置可以重放这些跟踪的写入信息。
[0014]附图3为异步模式下复制数据流程图，如图2所示，所述异步模式下复制数据流程为:
步骤1:磁盘数据传输装置在主节点上接收应用程序的写入；
步骤2:将写入写到主节点同步跟踪模块；
步骤3:向应用程序确认写入完成；
步骤4:按照在主节点接收写入的顺序将写入发送到异步辅助节点主机，同时主节点上将写入写到本地磁盘；
步骤5:辅助节点收到主节点的写入时，向主节点发送网络确认；当主节点收到网络确认时，它知道在辅助节点磁盘数据传输装置内同步跟踪模块中已经收到该写入；
步骤6:磁盘数据传输装置将写入发送到辅助节点上的磁盘；
步骤7:待写入完成后，辅助节点向主节点发送数据确认；
步骤8:当主节点收到数据确认时，磁盘数据传输装置会在同步跟踪模块中将写入标记为已完成。
[0015]上述【具体实施方式】仅是本发明的具体个案，本发明的专利保护范围包括但不限于上述【具体实施方式】，任何符合本发明的权利要求书的且任何所属【技术领域】的普通技术人员对其所做的适当变化或替换，皆应落入本发明的专利保护范围。
【权利要求】
1.一种不依赖于共享存储的高可用集群管理方法，其特征在于，所述高可用集群管理方法根据需求配置集群，通过集群节点自身的块设备，和网络带宽限制，同步或异步传输磁盘数据，保障各节点之间磁盘数据传输和共享；该高可用集群管理方法提出了一种不依赖于共享存储的磁盘数据传输装置，该磁盘数据传输装置包括同步跟踪模块、块数据同步模块、数据更改映射模块和同步链路模块；其中， 所述同步跟踪模块是一个循环缓冲区，通常由循环队列实现，用于记录从应用程序接收的要写入指定磁盘的i0，以维持写入顺序保真； 所述块数据同步模块是执行双机节点磁盘数据传输，以及实现数据调度功能的模块，属于整个磁盘数据管理的核心模块； 所述数据更改映射模块用于在同步跟踪模块溢出时跟踪写入操作； 所述同步链路模块是连接主节点与辅助节点的模块，用于在主节点与辅助节点间建立链路，并提供了两个节点间数据传输的媒介。
2.根据权利要求1所述的不依赖于共享存储的高可用集群管理方法，其特征在于，所述块数据同步模块中，提供两种节点之间磁盘数据同步方式:同步模式和异步模式。
3.根据权利要求2所述的不依赖于共享存储的高可用集群管理方法，其特征在于，在同步模式下进行数据同步时，辅助节点上的数据完全是最新的，若主节点发生灾难，则能够毫无损失地从任何继续正常运行的辅助节点恢复数据；通过同步模式，辅助节点能够反映已在王节点上成功完成的所有与入。
4.根据权利要求2所述的不依赖于共享存储的高可用集群管理方法，其特征在于，在异步模式下进行数据同步时，主节点块数据的更新记录在主节点同步跟踪模块中即完成更新，后续通过同步链路模块将应用数据同步到辅助节点。
5.根据权利要求3所述的不依赖于共享存储的高可用集群管理方法，其特征在于，所述同步模式下复制数据流程为: 步骤1:磁盘数据传输装置在主节点上接收应用程序的写入； 步骤2:将写入写到主节点同步跟踪模块； 步骤3:将写入写到主节点磁盘上，同时通过同步链路模块，将写入发送到辅助节点并等待来自辅助节点的网络确认； 步骤4:在辅助节点上，磁盘数据传输装置接收并处理写入信息，然后将网络确认发送给主节点； 步骤5:将写入发送到辅助节点上的磁盘中； 步骤6:将数据写入写入到辅助节点上的磁盘之后，辅助节点上的磁盘数据传输装置会向主节点发送一个数据确认； 步骤7:当主节点收到来自所有辅助节点主机的数据确认之后，磁盘数据传输装置会在同步跟踪模块中将写入标记为已完成。
6.根据权利要求4所述的不依赖于共享存储的高可用集群管理方法，其特征在于，所述异步模式下复制数据流程为: 步骤1:磁盘数据传输装置在主节点上接收应用程序的写入； 步骤2:将写入写到主节点同步跟踪模块； 步骤3:向应用程序确认写入完成；步骤4:按照在主节点接收写入的顺序，将写入发送到异步辅助节点主机，同时主节点上将写入写到本地磁盘； 步骤5:辅助节点收到主节点的写入时，向主节点发送网络确认；当主节点收到网络确认时，它知道在辅助节点磁盘数据传输装置内同步跟踪模块中已经收到该写入； 步骤6:磁盘数据传输装置将写入发送到辅助节点上的磁盘； 步骤7:待写入完成后，辅助节点向主节点发送数据确认； 步骤8:当主节点收到数据确认时，磁盘数据传输装置会在同步跟踪模块中将写入标记为已完成 。
【文档编号】H04L29/08GK103986771SQ201410218141
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年5月22日 优先权日:2014年5月22日
【发明者】王佳, 王婷, 张书宁 申请人:浪潮电子信息产业股份有限公司