試析計算機軟體中的外掛技術探討性論文
本文提出基於OpenStack構建一個高可用性外掛,該外掛主要目的是:第一,增加程序級的高可用性模組,不斷檢測程序的執行情況,並利用虛擬機器化技術對相應的故障進行處理;第二,實現業務和雲平臺及時溝通,對傳統的Web系統進行雲化提高專有云的高可用性,並在一定程度上實現雲平臺的負載平衡。該外掛不僅可以提高雲平臺執行環境出現的故障,而且可以權衡雲中資源的情況,合理分配資源,某種程度上實現雲的負載平衡,避免了雲平臺“假滿”的情況發生。
1 OpenStack雲平臺概述
雲計算作為一種新的計算模型,憑藉其節省資源、降低成本、高可擴充套件性等優點得到了快速發展,在此過程中開源雲計算架構也得到不斷髮展和完善。OpenStack具有以下幾個方面的優點:程式碼架構清晰,開發者可以根據自己的需要修改相應的程式碼;效能穩定,提供了完善虛擬機器管理功能;部署靈活,使用者可以根據自己的需要,進行相應地部署。
Opentstack主要有5大元件組成:Nova(計算服務)、Swift(儲存服務)、Glance(映象服務)、Keystone(識別服務)、Dashboard(使用者介面服務)。Nova是整個平臺的核心,是雲平臺的控制器,它提供管理虛擬機器的所有功能,其中包括建立虛擬機器例項、管理網路、控制使用者等。Swift是一個具有容量大、擴充套件性高,並具有冗餘和容錯機制的物件儲存系統。Glance是負責管理虛擬機器映象image的,功能主要包括存放image、檢索image等功能,並向外提供介面,使用者可以根據自己的需求呼叫相應的AP I請求檢索實際的映象和查詢VM元資料。Keystone主要負責管理和認證OpenStack租戶、角色,併為Swift提供授權服務。Dashboard是提供給使用者訪問OpenStack雲平臺Web前端介面,使用者可以使用它方便使用OpenStack雲平臺的功能。
2 基於OpenStack的高可用系統外掛設計
基於OpenStack雲平臺,構架一個自動檢測故障,並進行恢復的雲平臺的外掛。該外掛主要從三個層次檢測故障,第一,從物理主機層,檢測物理主機執行時可能發生的故障;第二,從虛擬機器層檢測虛擬機器執行時可能發生的故障;第三,從虛擬應用層,檢測虛擬機器中執行的程序發生的故障。該平臺主要的思路是借用現有的開源雲平臺OpenStack的API,包括GUI層、Scheduler排程層、邏輯層和功能層層。按照該系統的工作機制,該系統從邏輯上化分為四個模組:感知模組、策略模組、執行模組、GUI模組。
GUI層:主要用來與使用者進行互動,使用者可以透過該介面,獲得系統的執行狀況,其中包括:虛擬機器的執行狀態、虛擬機器的資源情況等,同時使用者可以透過介面控制虛擬機器的.執行狀況(例如停止某臺虛擬機器),也可以進行一些系統的基本配置(比如掃描時間的設定),使得整個系統更靈活、更智慧。
Scheduler排程層:主要是負責對事件佇列進行操作,是整個系統的核心,該層能夠保證事件有條不紊地被執行。此外,它需要對事件佇列滿、事件佇列空等各種異常進行處理,同時保證程序同步。邏輯層:我們採取的是事件驅動機制,每個事件都有相對應的處理物件。我們的事件主要分為三種:感知事件、策略事件、執行事件。感知模組響應感知事件,策略模組響應策略事件,執行模組響應執行事件。
功能層:主要是對LibvirtAPI和OpenStack API的封裝,用來與OpenStack和Libvirt進行互動,是整個系統的底層,提供對上述幾層的支援。
3 該外掛由三個模組組成
感知模組:由感知層執行類和感知層功能類組成,負責感知整個系統的執行情況,感知功能類是最底層類的,提供對感知執行類的支援。
目前,從三個層次進行感知,第一層是感知物理主機,主要包括物理主機電源、主機網路、物理主機CPU利用率、物理主機記憶體使用率、物理主機硬碟的使用情況;第二層是感知虛擬機器,主要包括虛擬機器狀態、虛擬機器網路、虛擬機器CPU利用率、虛擬機器記憶體使用率、虛擬機器磁碟的使用情況;第三層是感知虛擬應用,主要包括虛擬應用狀態、虛擬應用CPU使用率、虛擬應用記憶體使用率、虛擬機器應用連結數、虛擬機器應用是否存在。
策略模組:是由策略層執行類和策略功能類組成。主要根據感知的結果進行處理。若感知的結果是正常的,我們將什麼都不處理,若感知的結果是異常的,我們就要進行制定相應的恢復策略。執行模組:主要是由執行層執行類和執行功能組成。其主要負載故障的恢復,針對主機,我們主要提供重啟主機、配置主機網路、恢復主機上所有虛擬機器、通知管理員等措施;針對虛擬機器,主要由刪除虛擬機器、重啟虛擬機器、遷移虛擬機器、配置虛擬機器網路、通知管理員等措施;針對應用層,我們主要是恢復應用、關閉程序等措施。從上面的描述,該外掛模組執行的邏輯關係是:感知模組觸發策略模組,策略模組塊觸發執行模組。
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