CN107483257A - 一种基于x86和arm混合环境的应用系统部署方法及架构 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于X86和ARM混合环境的应用系统部署方法及架构，包括负载均衡设备、多台ARM服务器和多台X86服务器；应用服务器集群包括至少一台X86服务器和至少两台ARM服务器，数据库服务器集群包括至少一台X86服务器和至少两台ARM服务器；负载均衡设备、应用服务器集群内的服务器分别与公用交换机连接，数据库服务器集群内的服务器分别与专用交换机、公用交换机连接；应用服务器集群内的服务器上部署web应用；数据库服务器集群内的服务器均采用同一数据库管理系统，并按主备模式部署。本发明提高了自主可控产品在应用过程中系统的可靠性，保障用户业务的连续性。

Description

一种基于X86和ARM混合环境的应用系统部署方法及架构
技术领域
本发明属于信息系统技术领域，描述了一种高可靠的基于X86和ARM混合环境的应用系统部署方法及架构。
背景技术
近年来在信息系统技术领域，自主可控核心元器件的应用越来越广泛。基于ARM架构的飞腾CPU和银河麒麟操作系统已成为自主可控核心产品。当前我国信息系统大多基于X86 技术体系。
自主可控产品在应用过程中，系统可靠性是急需解决的重要问题。基于完全自主可控环境的应用系统的可靠性有待提高，尚不能完全满足用户需求。本方案提出基于X86(Intel CPU) 和ARM(飞腾CPU)混合环境的应用系统的集群部署方法，提高应用系统的可靠性。
信息系统自主可控产品的应用为近年来新晋领域，与X86技术体系有较大区别，在此领域内尚无可参考的混合环境部署实施方法。
发明内容
为了提高自主可控产品在应用过程中系统的可靠性，保障用户业务的连续性，发明一种高可靠的基于X86和ARM混合环境的应用系统部署方法及架构。具体如下：
X86(Intel CPU)和ARM(飞腾CPU)混合环境由X86和ARM架构的服务器集群共同构成，服务器集群又包含两种架构的应用服务器集群和数据库服务器集群；其中，应用服务器集群由不少于1台的X86(Intel CPU)服务器和不少于2台的ARM(飞腾CPU)服务器构成；数据库服务器集群由不少于1台的X86(Intel CPU)服务器和不少于2台的ARM(飞腾CPU)服务器构成。
上述混合环境下应用系统高可靠部署方法，具体如下：
应用部署方法：
1.使用交换机、负载均衡设备、若干台ARM(飞腾CPU)服务器和若干台X86(IntelCPU) 服务器组成应用系统运行环境。将应用服务器、数据库服务器、负载均衡设备连接至公用交换机，专用交换机与数据库服务器相连。其中，公用交换机用于构成应用系统运行的网络环境，专用交换机用于分摊数据库服务器间数据同步时的网络压力。
2.将能够支持跨平台运行的web应用(例如JavaWeb应用)部署在X86(Intel CPU)和ARM(飞腾CPU)应用服务器集群上；
3.配置负载均衡相关策略，控制用户优先访问ARM(飞腾CPU)应用服务器集群上的服务。
4.当某台ARM(飞腾CPU)服务器上的应用服务无法访问时，优先访问其他ARM(飞腾CPU)服务器，当全部ARM(飞腾CPU)服务器上的应用服务无法访问时，应用服务自动切换至X86(Intel CPU)服务器，保障应用系统的可用性和业务的连贯性。
数据库部署方法：
1.数据库服务器集群采用同一数据库管理系统，并按主备模式部署；
2.采用一台ARM(飞腾CPU)数据库服务器作为主数据库服务器；
3.采用若干ARM(飞腾CPU)和X86(Intel CPU)数据库服务器作为备用数据库服务器；
4.主数据库服务器与备用数据库服务器通过事务日志传递的方式保持数据同步。数据同步方式可根据实际需要选择强同步模式或弱同步模式。
强同步模式：
a.主数据库将日志传递给备用数据库，并完成事务提交准备。
b.备用数据库接收日志，并转换成备用数据库日志，按照日志进行事务提交，完成提交后给主数据库返回提交成功消息。
c.主数据库完成事务提交。
d.如消息返回超时，则切换为弱同步模式。
弱同步模式：
a.主数据库将日志传递给备用数据库，并完成事务提交，发送日志及提交成功消息给备用数据库。
b.备用数据库接收日志，并转换成备用数据库日志，按照日志完成事务提交。
5.当主数据库出现故障时，系统优先切换至备用ARM(飞腾CPU)数据库服务器，当备用ARM(飞腾CPU)数据库服务器也出现故障，则切换至X86(Intel CPU)数据库服务器。
与现有技术相比，本发明的积极效果为：
自主可控软硬件产品应用领域为近年新晋领域，基于自主可控软硬件产品搭建应用系统稳定性不高，与X86软硬件产品应用系统相比，相同的服务器数量以及部署方法条件下，平均无故障时间较短，并发压力增大时系统易出现故障，本发明能提高自主可控系统可靠性，在系统的设计承受范围内能够保障应用服务不中断。经过测试，本模式在采用3台ARM(飞腾CPU)应用服务器、1台X86(Intel CPU)应用服务器、2台ARM(飞腾CPU)数据库服务器、1台X86(Intel CPU)数据库服务器时，能够在500高并发压力下持续运行7*24小时不宕机，7*24小时高并发可靠性测试情况如表1。
表1为7*24小时高并发可靠性测试情况
模拟系统故障测试中，分别断开1台、2台、3台ARM(飞腾CPU)应用服务器，应用系统能够正常访问，从负载均衡设备上查看，请求会话平均分布在正常运行的ARM(飞腾 CPU)应用服务器上，当断开3台ARM(飞腾CPU)应用服务器时，请求会话能够切换至 X86(IntelCPU)应用服务器上。断开1台ARM(飞腾CPU)数据库服务器连接，可正常访问应用系统，在不停止服务的情况下，原来的备机切换为主机，断开2台ARM(飞腾CPU) 数据库服务器连接时，系统能够将X86(Intel CPU)数据库服务器切换为主机。
附图说明
图1为高可靠的混合环境下应用系统部署示意图。
图2为负载均衡设置示意图。
图3为数据弱同步示意图。
图4为数据强同步示意图。
图5为ARM主数据库故障、服务器宕机或监测系统故障切换示意图。
图6为ARM主、备数据库故障、服务器宕机或监测系统故障时切换示意图。
图7为ARM应用服务器集群故障时切换示意图。
图8为ARM应用服务器集群故障、主、备数据库故障、服务器宕机、监测系统故障时切换示意图。
具体实施方式
本发明是一种高可靠的基于X86(Intel CPU)和ARM(飞腾CPU)混合环境的应用系统部署方法，主要用于提高自主可控产品在应用中系统的可靠性，下面结合实例对本发明作进一步描述，但该实例不应理解为对本发明的限制。
本发明按以下步骤实施：
1.将负载均衡设备、应用服务器、数据库服务器连接至交换机上，形成应用服务器集群、数据库服务器集群基础环境。其中，数据库服务器除连接至公用交换机上之外，还需单独再连接一个专用交换机，用于分摊数据库服务器间数据同步时的网络压力。(参见图1)
2.在ARM(飞腾CPU)和X86(Intel CPU)构成的应用服务器集群上部署应用服务。配置负载均衡设备策略，设置虚拟地址和服务器节点连接池，设置线路带宽以及繁忙比例，使用户优先访问ARM(飞腾CPU)应用服务器。平衡ARM(飞腾CPU)各应用服务器的访问量。
当某台ARM(飞腾CPU)服务器上的应用服务无法访问时，优先访问其他ARM(飞腾CPU)服务器，当全部ARM(飞腾CPU)服务器上的应用服务无法访问时，应用服务自动切换至X86(Intel CPU)服务器，保障应用系统的可用性和业务的连贯性。(参见图7)
3.采用ARM(飞腾CPU)和X86(Intel CPU)数据库服务器构成集群。
(1)采用主备数据库的搭建模式，部署两台ARM(飞腾CPU)数据库服务器和一台X86(Intel CPU)数据库服务器；其中一台ARM(飞腾CPU)数据库服务器作为主服务器，另外两台数据库服务器作为备用服务器。
(2)在应用启动开始前，先进行数据库初始化，将主数据库文件拷贝至ARM(飞腾CPU) 备用数据库对应目录；使用工具将主数据库数据迁移至X86(Intel CPU)备用数据库，实现三个数据库的数据一致。
(3)配置三台数据库服务器中的数据库的配置文件，实现三个数据库的数据同步。根据实际需要，ARM(飞腾CPU)备用数据库服务器可采用强同步或弱同步模式，X86(IntelCPU) 备用数据库服务器采用弱同步模式，具体同步方式如下：
强同步模式：
a.在主数据库完成提交事务准备，写入日志后，向备用数据库发送日志。
b.ARM(飞腾CPU)备用数据库复制日志，并完成事务提交后，向主数据库发送事务提交成功消息，主数据库收到消息后完成主数据库事务提交，提示事务提交成功消息。
c.当主数据库等待ARM(飞腾CPU)备用数据库消息返回超时时，切换至弱同步模式。 (参见图4)
弱同步模式：
a.在主数据库提交事务并写入主数据库日志时，提示事务提交成功消息；
b.将主数据库日志发送到两个备用数据库服务器，并各自转换存储为备用数据库日志，备用数据库根据数据库日志完成事务提交，如此完成三个数据库的数据同步。(参见图3)
(4)配置监视器，在三台数据库服务器上配置监视器，同时监视主备数据库状态，并记录状态日志，在主数据库故障、监视器故障或服务器宕机时，先拒绝当前的主数据库写入请求，比较ARM(飞腾CPU)主、备数据库服务器数据库日志，将主数据库日志中的差异复制到备用数据库日志中，备用数据库应用日志中的差异，完成主备数据库数据同步，确保数据一致，重新开始接受写入请求，完成主数据库和备用数据库的切换。(参见图5)
当ARM(飞腾CPU)主、备数据库故障、监视器故障或服务器宕机时，则转换ARM(飞腾CPU)主数据库服务器日志，比较X86(Intel CPU)备用数据库服务器与ARM(飞腾CPU) 主数据库服务器日志差异，将数据库日志中的差异复制到X86(Intel CPU)备用数据库，备用数据库应用日志中的差异，完成主备数据库数据同步，确保数据一致，重新开始接受写入请求，完成主数据库和备用数据库的切换。(参见图6)
当备用数据库故障、监视器故障或服务器宕机时，能够及时告警，通知数据库管理员进行处理。
当ARM(飞腾CPU)应用服务器集群，ARM(飞腾CPU)主、备数据库故障、监视器故障或服务器宕机时，应用系统利用负载均衡设备，控制用户优先访问X86(Intel CPU)应用服务器集群，并依据上述数据库切换方法，将X86(Intel CPU)备数据库服务器切换为主数据库服务器，保持业务的稳定性和连贯性(参见图8)。

Claims (10)

1.一种基于X86和ARM混合环境的应用系统部署方法，其步骤包括：
1)使用交换机、负载均衡设备、多台ARM服务器和多台X86服务器搭建一应用系统运行环境；其中，所述交换机包括公用交换机和专用交换机，所述ARM服务器和所述X86服务器构成的服务器集群包括应用服务器集群和数据库服务器集群，所述应用服务器集群包括至少一台所述X86服务器和至少两台所述ARM服务器，所述数据库服务器集群包括至少一台所述X86服务器和至少两台所述ARM服务器；所述负载均衡设备、所述应用服务器集群内的ARM服务器和所述X86服务器分别与所述公用交换机连接，所述数据库服务器集群内的ARM服务器和X86服务器分别与所述专用交换机、所述公用交换机连接；
2)将能够支持跨平台运行的web应用部署在所述应用服务器集群内的X86服务器和ARM服务器上；
3)配置负载均衡策略，控制优先访问所述应用服务器集群内的ARM服务器上的服务；
4)所述数据库服务器集群内的ARM服务器和X86服务器均采用同一数据库管理系统，并按主备模式部署。
2.如权利要求1所述的应用系统部署方法，其特征在于，所述主备模式部署方法为：采用所述数据库服务器集群内的一台ARM服务器作为主数据库服务器，采用所述数据库服务器集群内的若干ARM服务器和X86服务器作为备用数据库服务器；所述主数据库服务器与各所述备用数据库服务器通过事务日志传递的方式保持数据同步。
3.如权利要求2所述的应用系统部署方法，其特征在于，所述数据同步方式为强同步模式或弱同步模式。
4.如权利要求3所述的应用系统部署方法，其特征在于，所述强同步模式为：主数据库服务器将日志传递给备用数据库服务器，并完成事务提交准备；备用数据库服务器接收日志，并转换成备用数据库服务器的数据库日志，按照日志进行事务提交，完成提交后给主数据库服务器返回提交成功消息。
5.如权利要求3所述的应用系统部署方法，其特征在于，所述弱同步模式为：主数据库服务器将日志传递给备用数据库服务器，并完成事务提交，发送日志及提交成功消息给备用数据库服务器；备用数据库服务器接收日志，并转换成备用数据库服务器的数据库日志，按照日志完成事务提交。
6.如权利要求2所述的应用系统部署方法，其特征在于，对所述数据库服务器集群进行配置，当所述主数据库服务器出现故障时，优先切换至备用数据库服务器中的ARM服务器，当各备用数据库服务器的ARM服务器均出现故障时，则切换至备用数据库服务器中的X86服务器。
7.如权利要求2所述的应用系统部署方法，其特征在于，所述数据库服务器集群通过所述专用交换机进行数据同步。
8.如权利要求1所述的应用系统部署方法，其特征在于，当所述应用服务器集群内全部ARM服务器上的应用服务均无法访问时，应用服务自动切换至所述应用服务器集群内的X86服务器上。
9.一种基于X86和ARM混合环境的架构，其特征在于，包括交换机、负载均衡设备、多台ARM服务器和多台X86服务器；其中，所述交换机包括公用交换机和专用交换机，所述ARM服务器和所述X86服务器构成的服务器集群包括应用服务器集群和数据库服务器集群，所述应用服务器集群包括至少一台所述X86服务器和至少两台所述ARM服务器，所述数据库服务器集群包括至少一台所述X86服务器和至少两台所述ARM服务器；所述负载均衡设备、所述应用服务器集群内的ARM服务器和所述X86服务器分别与所述公用交换机连接，所述数据库服务器集群内的ARM服务器和X86服务器分别与所述专用交换机、所述公用交换机连接；所述应用服务器集群内的X86服务器和ARM服务器上部署能够支持跨平台运行的web应用；所述数据库服务器集群内的ARM服务器和X86服务器均采用同一数据库管理系统，并按主备模式部署。
10.如权利要求9所述的基于X86和ARM混合环境的架构，其特征在于，所述主备模式部署模式为：采用所述数据库服务器集群内的一台ARM服务器作为主数据库服务器，采用所述数据库服务器集群内的若干ARM服务器和X86服务器作为备用数据库服务器；所述主数据库服务器与各所述备用数据库服务器通过事务日志传递的方式保持数据同步。
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