CN103200257A - 一种高可用集群系统中的节点及其资源切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高可用集群系统中的节点及其资源切换方法。该方法包括：该高可用集群系统中的节点获取自身当前的负载信息；该节点根据当前的负载信息以及本身所具备的负载能力，获得表示当前自身负载压力大小的负载水平；该节点从该高可用集群系统的集群资源中选择可以接收本地资源的目标节点；在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。本发明通过将资源迁移到相对而言较为空闲的节点上去，从而保持高速度的响应，提高了服务效率，可以为用户提供高效的高可用性服务。

Description

一种高可用集群系统中的节点及其资源切换方法

技术领域

本发明涉及高可用集群系统，尤其涉及一种高可用集群系统中的节点及其资源切换方法。

背景技术

集群计算机按功能和结构可以分为高可用集群、负载均衡集群、高性能计算集群和网格计算等。

高可用集群一般是指当集群中有某个节点失效的情况下，其上的任务会自动转移到其他正常的节点上继续进行，这一转移过程并不影响整个集群的运行。

但是，传统的高可用集群系统并不关注也不能发现集群中节点负载的变化趋势，不能根据趋势自动、智能地分析节点是否有故障发生的危险。

并且，现有的高可用集群系统中节点负载持续较高时，也不能及时对用户进行预警，以提醒用户对该节点进行处理，更无法在故障可能发生前对资源进行切换，只能在节点故障之后才进行任务的转移和资源的切换。

因而，目前的高可用集群系统在节点故障后才开始进行任务转移和资源切换，影响了任务的执行效率，降低了应用的高可用性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服目前的高可用集群系统只能在节点发生故障后才进行资源切换从而降低了应用高可用性的不足。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种高可用集群系统中节点的资源切换方法。该方法包括：该高可用集群系统中的节点获取自身当前的负载信息；该节点根据当前的负载信息以及本身所具备的负载能力，获得表示当前自身负载压力大小的负载水平；该节点从该高可用集群系统的集群资源中选择可以接收本地资源的目标节点；在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

进一步，在该节点的负载水平超出该预设的水平阈值时，生成预警消息并提示给用户；和/或该节点在将所选择的资源切换到该目标节点上之后，生成切换消息并提示给用户。

进一步，在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行，包括：该负载水平在第二时间段内的平均值超出该水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

进一步，在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行，包括：该节点周期性地判断自身负载水平是否超过该预设的水平阈值，如果持续获得自身负载水平超过该预设的水平阈值的判断结果，则从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

进一步，该方法包括：该节点将所选择的资源切换到该目标节点上并处于空闲状态持续预设的第三时间段后，将切换到该目标节点上的资源重新切换回该节点继续运行。

根据本发明的另一方面，还提供了一种高可用集群系统中的节点。该节点包括：第一获取模块，设置为获取该节点当前的负载信息；第二获取模块，设置为根据当前的负载信息以及该节点本身所具备的负载能力，获得表示当前自身负载压力大小的负载水平；选择模块，设置为从该高可用集群系统的集群资源中选择可以接收本地资源的目标节点；切换模块，设置为在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

进一步，该节点包括：提示模块，设置为在该节点的负载水平超出该预设的水平阈值时生成预警消息并提示给用户；和/或在该节点将所选择的资源切换到该目标节点上之后生成切换消息并提示给用户。

进一步，该切换模块设置为该负载水平在第二时间段内的平均值超出该水平阈值时，选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

进一步，该切换模块设置为周期性地判断该节点的负载水平是否超过该预设的水平阈值，如果持续获得该节点的负载水平超过该预设的水平阈值的判断结果，则选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

进一步，该节点包括：回切模块，设置该节点在为该切换模块将所选择的资源切换到该目标节点上并处于空闲状态持续预设的第三时间段后，将该切换模块切换到该目标节点上的资源重新切换回该节点继续运行。

与现有技术相比，本申请的实施例通过将资源迁移到相对而言较为空闲的节点上去，从而保持高速度的响应，提高了服务效率，可以为用户提供高效的高可用性服务。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中通过实施例来加以阐述。并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明的实施例而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或过程来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案，但并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为高可用集群的场景示意图。

图2为本申请实施例的高可用集群系统中节点的资源切换方法的流程示意图。

图3为本申请实施例的高可用集群系统中的节点的构造示意图。

具体实施方式

以下结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题并达成相应的技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。本申请实施例以及实施例中的各个特征，在不相冲突前提下的相互结合，均在本发明的保护范围之内。

另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行。并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

图1中，下方五个长方体代表高可用集群中的五个节点，分别为节点A，节点B，节点C，备机1和备机2。

节点上的实线长方形代表运行在该节点上的资源，其中MySQL表示一种关系型数据库管理系统资源，FTP表示一种文件传输协议资源。黑体实线箭头及其所指向的虚线长方形代表资源发生迁移。

图1中所示的三个节点A/B/C旁边的白色空心箭头，分别代表了本申请实施例的三种处理场景示意：主机预警、资源切换和回切。

节点A的一个向上的箭头表示该节点在预设的第一时间段（比如，十五分钟）内负载较高，此时向用户发送主机预警报告，警示用户目前节点A的负载较高。节点B的两个向上的箭头表示该节点在预设的比第一时间段更长的第二时间段（比如六十分钟）内负载持续较高，此时将节点B上的资源（例如FTP资源）切换到性能较佳的备机1上，并向用户发送资源切换报告，告之用户由于该节点负载持续较高，资源发生了切换。节点C的两个向下的箭头表示该节点在预设的第三时间段内的负载已经下降到正常范围内，之前在该节点上由于负载持续较高切换到备机2的资源此时可以回切到该节点上。

以图1节点A为例，图2所示的本申请实施例的高可用集群系统中节点的资源切换方法主要包括如下内容。

步骤S210，节点A在本地创建节点信息表和资源信息表。

步骤S220，节点A获取自身当前的负载信息，将负载信息写入节点信息表中。

本申请的实施例中，节点在本地的负载信息包括节点自身的CPU使用率、内存使用率、磁盘IO状态以及资源负载等信息中的至少一种。

步骤S230，节点A根据当前的负载信息以及本身所具备的负载能力，获得表示当前自身负载压力大小的负载水平。

步骤S240，节点A获取高可用集群系统的集群资源列表。

步骤S250，节点A从该集群资源列表中选择可以接收本地资源的最优切换目标节点，将本地资源以及该目标节点记录到数据信息中。

步骤S260，在节点A的负载水平在预设的第二时间段内的平均值超出节点A所预先设定的水平阈值时，选择资源并进行资源切换，将所选择的资源切换到目标节点上继续运行。从而不会因负载压力太大而产生故障。

本申请的实施例中，在节点A的负载水平超出节点A所预先设定的水平阈值时，生成预警消息并提示给用户（比如发送预警邮件发送给用户），以提示用户目前节点A上的负载水平超过了该水平阈值。用户可以根据该预警消息，针对节点A产生高负载的原因进行处理，避免可能发生的故障。

本申请的实施例中，节点A在将资源切换到目标节点上之后，生成切换消息并提示给用户，以提示用户当前已经成功进行了资源切换。切换消息中可以包含目标节点的标识（ID）以及切换到目标节点上的资源信息。

本申请的实施例中，可以在节点A的负载水平在预设的第一时间段内的平均值超出该水平阈值时，生成预警消息并提示给用户。

本申请的实施例中，节点A周期性地判断自身负载水平是否超过预先设定的水平阈值，如果持续获得自身负载水平超过预先设定的水平阈值的判断结果，再进行资源切换。

如图2所示，本申请的实施例还可以在节点A处于空闲状态持续一段时间后，将之前从其上切换到其他节点上的资源重新切换回来继续运行。具体过程包括如下内容。

步骤S270，节点A处于空闲状态持续预先设定的第三时间段后，将先前从该节点切换到目标节点上的资源重新切换回该节点继续运行（这一过程可以称之为回切）。

在成功回切之后，节点A可以生成回切消息并提示给用户，以提示用户当前已经成功地从目标节点上进行了资源的回切。该回切消息中可以包含从其上进行切换的目标节点的标识（ID），以及切换回来的资源信息。

需要说明的是，本申请的上述实施例是以节点A为例来进行说明的。实际上，本申请的实施例对高可用集群系统中的其他节点，也是一样的。

本申请的实施例中，在选择目标节点时，可以从整个集群中确定出空闲节点，之后对空闲节点上的负载进行比较，选择负载最小的空闲节点作为前述的目标节点。本申请的实施例也可以同时选择多个目标节点，在需要进行资源切换时，将资源切换到所选择的多个目标节点中的任意一个之上或者根据预设规则所确定的某一个目标节点上。

本申请的实施例中，在节点A的负载水平超出节点A所预先设定的水平阈值后，读取数据库中的资源信息表，根据整个数据库的资源信息表来分配节点A上待切换的资源，以及选择目标节点。如果能够成功分配资源以及选择到目标节点，则表明可以进行后续的切换；如果未能够成功分配资源或者未能够选择到合适的目标节点，则持续第四时间段之后再次进行待切换资源的分配和目标节点的选择。

如图3所示，本申请实施例的高可用集群系统中的节点主要包括第一获取模块310、第二获取模块320、选择模块330以及切换模块340。

第一获取模块310，设置为获取该节点当前的负载信息；

第二获取模块320，与该第一获取模块310相连，设置为根据当前的负载信息以及该节点本身所具备的负载能力，获得表示当前自身负载压力大小的负载水平；

选择模块330，设置为从该高可用集群系统的集群资源中选择可以接收本地资源的目标节点；

切换模块340，与该第二获取模块320及选择模块330相连，设置为在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

如图3所示，本申请实施例的该节点还可以包括提示模块350，与切换模块340相连，其设置为在该节点的负载水平超出该预设的水平阈值时生成预警消息并提示给用户；和/或在该节点将所选择的资源切换到该目标节点上之后生成切换消息并提示给用户。

本申请实施例中，该切换模块340设置为在该负载水平在第二时间段内的平均值超出该水平阈值时，选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

本申请实施例中，该切换模块340设置为周期性地判断该节点的负载水平是否超过该预设的水平阈值，如果持续获得该节点的负载水平超过该预设的水平阈值的判断结果，则选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

如图3所示，本申请实施例的该节点还可以包括回切模块360，与切换模块340相连，其设置为该节点在切换模块340将所选择的资源切换到该目标节点上并处于空闲状态持续预设的第三时间段后，将该切换模块340切换到该目标节点上的资源重新切换回该节点继续运行。

对于负载水平较高的节点，在超过预设的水平阈值时，本申请的实施例可以提示用户目前的负载水平已经较高。现有技术中管理员并不能知晓这一情形，进而无法处理已经存在的隐患故障。本申请的实施例可以通过预警消息或者预警邮件等等，来知晓这一已经存在的隐患，从而提早进行排除，避免产生故障。

对于较长时间一直维持较高负载的节点，现有技术中管理员也无从知晓这一情形，这样即便不会产生节点故障，也会使得节点上的资源响应服务逐渐变慢。本申请的实施例通过将资源迁移到相对而言较为空闲的节点上去，从而保持高速度的响应，提高了服务效率，可以为用户提供高效的高可用性服务。

本申请的实施例通过在各个集群节点自动收集CPU、内存、磁盘IO和资源负载状况等数据，判断节点负载的高低。若判断出某节点的负载偏高，则向用户发送主机预警报告，提醒用户及时处理。若某节点负载持续偏高，则可以将该节点上的资源迁移到负载相对较低的空闲结点（比如备机）上去，并向用户发送资源切换报告，之后若该节点的负载下降到正常值，则还可以将资源从备机回切到该节点，并向用户发送资源回切报告。本申请的实施例能够及时预警并智能切换，进一步提升了用户应用程序的高可用性。

本领域的技术人员应该明白，上述的本申请实施例所提供的装置和/或系统的各组成部分，以及方法中的各步骤，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上。可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现。从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种高可用集群系统中节点的资源切换方法，其特征在于，包括：

该高可用集群系统中的节点获取自身当前的负载信息；

该节点根据当前的负载信息以及本身所具备的负载能力，获得表示当前自身负载压力大小的负载水平；

该节点从该高可用集群系统的集群资源中选择可以接收本地资源的目标节点；

在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：

在该节点的负载水平超出该预设的水平阈值时，生成预警消息并提示给用户；和/或

该节点在将所选择的资源切换到该目标节点上之后，生成切换消息并提示给用户。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行，包括：

该负载水平在第二时间段内的平均值超出该水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行，包括：

该节点周期性地判断自身负载水平是否超过该预设的水平阈值，如果持续获得自身负载水平超过该预设的水平阈值的判断结果，则从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，该方法包括：

该节点将所选择的资源切换到该目标节点上并处于空闲状态持续预设的第三时间段后，将切换到该目标节点上的资源重新切换回该节点继续运行。

6.一种高可用集群系统中的节点，其特征在于，包括：

第一获取模块，设置为获取该节点当前的负载信息；

第二获取模块，设置为根据当前的负载信息以及该节点本身所具备的负载能力，获得表示当前自身负载压力大小的负载水平；

选择模块，设置为从该高可用集群系统的集群资源中选择可以接收本地资源的目标节点；

切换模块，设置为在该节点的负载水平超出该节点预设的水平阈值时，从该节点上选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

7.根据权利要求6所述的节点，其特征在于，该节点包括：

提示模块，设置为在该节点的负载水平超出该预设的水平阈值时生成预警消息并提示给用户；和/或在该节点将所选择的资源切换到该目标节点上之后生成切换消息并提示给用户。

8.根据权利要求6所述的节点，其特征在于：

该切换模块设置为该负载水平在第二时间段内的平均值超出该水平阈值时，选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

9.根据权利要求6所述的节点，其特征在于：

该切换模块设置为周期性地判断该节点的负载水平是否超过该预设的水平阈值，如果持续获得该节点的负载水平超过该预设的水平阈值的判断结果，则选择资源并将所选择的资源切换到该目标节点上继续运行。

10.根据权利要求6所述的节点，其特征在于，该节点包括：

回切模块，设置为该节点在切换模块将所选择的资源切换到该目标节点上并处于空闲状态持续预设的第三时间段后，将该切换模块切换到该目标节点上的资源重新切换回该节点继续运行。

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