CN108132829A - 一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法及系统 - Google Patents

一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法及系统，在选择创建高可用虚拟机时后台在不通主机节点创建两台配置相同的虚拟机，按照主备模式工作，处于工作模式的虚拟机在文件发生变更时，触发同步到备用虚拟机，一旦工作模式虚拟机宕机，备用虚拟机切换到工作模式，继续对外提供服务，进而实现了虚拟机的高可用；本发明弥补了OpenStack平台在这方面的不足，让OpenStack云管平台功能更加强大，在同类产品中竞争力更强。

Description

一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法及系统
技术领域
本发明涉及云计算的技术领域，具体涉及一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法及系统。
背景技术
随着信息爆炸式的增长，云计算得到了越来越多的关注，OpenStack作为一款开源的云计算管理平台(简称云管平台)，它出色的稳定性、兼容性，等到了很多人的青睐，尤其是得到了很多大企业的支持，比如IBM、微软、AMD，思科等等，经过十几个版本的不断迭代，到现在的P版本功能更加的强大，其节点冗余部署策略，实现了节点的高可用，挺高了系统的稳定性，但是在虚拟机高可用方向，却没有更多的关注，用户在OpenStack云管平台创建的虚拟机，不具备高可用特点，一旦虚拟机出现宕机情况，部署在虚拟机上的业务将直接受到影响。
发明内容
基于上述问题，本发明提出了一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法及系统，实现虚拟机的高可用。
本发明提供如下技术方案：
一方面，本发明提供了一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法，包括：
步骤101，选择高可用标识，选择IP地址，创建至少两个高可用虚拟机，为所述虚拟机设置标签，标识所述虚拟机为主备模式工作关系；
步骤102，通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务；
步骤103，通过所述IP地址访问所述虚拟机，将所述IP地址绑定在主虚拟机网卡上；通过DHCP协议自动获取与所述IP地址同一网段的同步IP地址作为主备虚拟机之间进行文件同步使用的IP；
步骤104，主备虚拟机信息同步，所述主虚拟机启动后台进程检测数据变化，若所述主虚拟机数据文件发生变更则触发同步到备用虚拟机；
步骤105，所述主虚拟机发生故障，所述备用虚拟机心跳机制无法检测到主虚拟机时自动切换状态为主状态，将绑定在所述主虚拟机网卡上的IP地址绑定到备用虚拟机，进行主备切换。
其中，所述通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务具体为：虚拟机启动后，虚拟机上的心跳程序在该虚拟机归属的标签范围内发送检测数据包，检测另一台虚拟机是否正常，若检测到另一台虚拟机状态正常，则设置自身状态为备用虚拟机状态；若检测到另一台虚拟机状态为关闭，则设置自身状态为主虚拟机状态。
其中，所述创建至少两个高可用虚拟机为在不同的物理主机节点创建配置完全一致的虚拟机。
其中，所述创建至少两个高可用虚拟机为在OpenStack云管平台创建高可以用虚拟机。
另外，本发明还提供了一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现系统，所述系统包括：
创建模块，用于选择高可用标识，选择IP地址，创建至少两个高可用虚拟机，为所述虚拟机设置标签，标识所述虚拟机为主备模式工作关系；
主选取模块，用于通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务；
IP模块，用于通过所述IP地址访问所述虚拟机，将所述IP地址绑定在主虚拟机网卡上；通过DHCP协议自动获取与所述IP地址同一网段的同步IP地址作为主备虚拟机之间进行文件同步使用的IP；
同步模块，用于主备虚拟机信息同步，所述主虚拟机启动后台进程检测数据变化，若所述主虚拟机数据文件发生变更则触发同步到备用虚拟机；
主备切换模块，用于所述主虚拟机发生故障，所述备用虚拟机心跳机制无法检测到主虚拟机时自动切换状态为主状态，将绑定在所述主虚拟机网卡上的IP地址绑定到备用虚拟机，进行主备切换。
其中，所述通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务具体为：虚拟机启动后，虚拟机上的心跳程序在该虚拟机归属的标签范围内发送检测数据包，检测另一台虚拟机是否正常，若检测到另一台虚拟机状态正常，则设置自身状态为备用虚拟机状态；若检测到另一台虚拟机状态为关闭，则设置自身状态为主虚拟机状态。
其中，所述创建至少两个高可用虚拟机为在不同的物理主机节点创建配置完全一致的虚拟机。
其中，所述创建至少两个高可用虚拟机为在OpenStack云管平台创建高可以用虚拟机。
本发明提供了一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法及系统，在选择创建高可用虚拟机时后台在不通主机节点创建两台配置相同的虚拟机，按照主备模式工作，处于工作模式的虚拟机在文件发生变更时，触发同步到备用虚拟机，一旦工作模式虚拟机宕机，备用虚拟机切换到工作模式，继续对外提供服务，进而实现了虚拟机的高可用；本发明弥补了OpenStack平台在这方面的不足，让OpenStack云管平台功能更加强大，在同类产品中竞争力更强。
附图说明
图1是普通虚拟机和高可用虚拟机创建差异示意图；
图2是本发明的虚拟机心跳程序检测示意图；
图3是本发明的IP地址访问/绑定/同步示意图；
图4是本发明的数据同步流程示意图；
图5是本发明的主备状态切换示意图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
本发明是基于OpenStack云管平台实现，通过冗余创建相同配置虚拟机，定时同步虚拟机文件，让两个虚拟机达到数据一致，一旦其中一个虚拟机出现宕机异常，另一个虚拟机可以无缝切换，RTO(recovery time object)等于0，RPO(recovery point object)等于0，这个是HA的最理想状态(RTO，RPO是衡量高可用的两个指标，值越小效果越佳；RTO(recovery time object恢复时间)高可用评估指标，值越小说明效果越好；RPO(recoverypoint object向前恢复时间长度)高可用评估指标，值越小说明效果越好)。
本发明主要包括：1、高可用虚拟机，在不同主机节点创建两台相同配置虚拟机，以主备模式工作；2、通过心跳机制和标签技术，管控主备虚拟机工作状态的切换；3、ip地址的动态绑定，ip地址作为用户访问高可用虚拟机地址，一直绑定在主要虚拟机上，所以会根据主备虚拟机的切换，在两台虚拟机之间动态浮动。
一方面，本发明的实施方式提供了一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法，包括：
步骤101，选择高可用标识，选择IP地址，创建至少两个高可用虚拟机，为所述虚拟机设置标签，标识所述虚拟机为主备模式工作关系；
如附图1所示，创建高可用虚拟机，在OpenStack云管平台创建高可以用虚拟机，与创建普通非高可用虚拟机主要步骤一致，只是需要选择高可用标识即可；后台在接受到创建高可用虚拟机时候，通过新增的HAfilter过滤算法(虚拟机选择创建主机节点，需要调用nova中的scheduler组件的过滤算法，HAfilter是本发明新增算法，python语言实际实现，获取创建虚拟机入参信息，如果信息中包含高可用标识，则从选择两个性能最好的计算节点，分别创建两台配置一直的虚拟机，该HAfilter不同于原有的算法的地方就是需要同时选择两个计算节点)，实现在不同的物理主机节点(计算节点)，创建两个配置完全一致的虚拟机，为虚拟机设置标签，标识这两台主机为一个主备关系。
步骤102，通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务；
主备虚拟机状态选择，如附图2所示，本发明要求创建的两台虚拟机以主备模式工作，所以在创建好之后，会通过心跳机制检测来选出一个作为主要虚拟机对外提供服务。创建好的虚拟机上会有一个心跳程序，当虚拟机启动后，会在自己归属的标签范围内发送检测数据包，看是否另一台虚拟机正常，如果检测到另一台虚拟机状态正常，则设置自己的状态为备用虚拟机状态；如果检测到另一台虚拟机状态为关闭，则设置自己的状态为主要虚拟机状态。
步骤103，通过所述IP地址访问所述虚拟机，将所述IP地址绑定在主虚拟机网卡上；通过DHCP协议自动获取与所述IP地址同一网段的同步IP地址作为主备虚拟机之间进行文件同步使用的IP；
IP地址绑定，如附图3所示，用户在创建高可用虚拟机选择的IP地址(图3100.2.96.101为用户选择IP，用户通过这个IP访问高可用虚拟机)，在主备虚拟机之前动态迁移，哪个为主虚拟机则IP地址绑定在哪个虚拟机网卡上，用户在访问虚拟机时候，通过这个IP访问。其实虚拟机在创建时候，除了用户选择的IP，还会通过DHCP协议自动获取跟选择IP一个网段的IP地址(图3中100.2.96.120和100.2.96.121是高可用虚拟机随机分配IP，主机同步走这个ip地址)，这个IP是作为主备虚拟机之间进行文件同步使用的IP。
步骤104，主备虚拟机信息同步，所述主虚拟机启动后台进程检测数据变化，若所述主虚拟机数据文件发生变更则触发同步到备用虚拟机；
主备虚拟机信息同步，如附图4所示，处于主要状态的虚拟机，会启动一个后台进程一直检测数据变化，一旦主要状态虚拟机的数据文件发生变更，则会触发同步到备用虚拟机。
步骤105，所述主虚拟机发生故障，所述备用虚拟机心跳机制无法检测到主虚拟机时自动切换状态为主状态，将绑定在所述主虚拟机网卡上的IP地址绑定到备用虚拟机，进行主备切换。
主备切换，如附图5所示，主要状态虚拟机(即主虚拟机)出现宕机或者断网等意外情况，备用虚拟机心跳机制无法检测到主要装填虚拟机时候，则会自动切换状态为主要状态，原先绑定在主虚拟机上的IP地址(用户选择的IP)，会绑定到备用虚拟机，由于主虚拟机的文件都同步到了备用虚拟机，所以，备用虚拟机的切换，是无缝切换，进而达到了虚拟机高可用。
本发明提供了一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法，在选择创建高可用虚拟机时后台在不通主机节点创建两台配置相同的虚拟机，按照主备模式工作，处于工作模式的虚拟机在文件发生变更时，触发同步到备用虚拟机，一旦工作模式虚拟机宕机，备用虚拟机切换到工作模式，继续对外提供服务，进而实现了虚拟机的高可用；本发明弥补了OpenStack平台在这方面的不足，让OpenStack云管平台功能更加强大，在同类产品中竞争力更强。
另一方面，本发明的实施方式提供了一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现系统，所述系统包括：
创建模块201，用于选择高可用标识，选择IP地址，创建至少两个高可用虚拟机，为所述虚拟机设置标签，标识所述虚拟机为主备模式工作关系；
如附图1所示，创建高可用虚拟机，在OpenStack云管平台创建高可以用虚拟机，与创建普通非高可用虚拟机主要步骤一致，只是需要选择高可用标识即可；后台在接受到创建高可用虚拟机时候，通过新增的HAfilter过滤算法(虚拟机选择创建主机节点，需要调用nova中的scheduler组件的过滤算法，HAfilter是本发明新增算法，python语言实际实现，获取创建虚拟机入参信息，如果信息中包含高可用标识，则从选择两个性能最好的计算节点，分别创建两台配置一直的虚拟机，该HAfilter不同于原有的算法的地方就是需要同时选择两个计算节点)，实现在不同的物理主机节点(计算节点)，创建两个配置完全一致的虚拟机，为虚拟机设置标签，标识这两台主机为一个主备关系。
主选取模块202，用于通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务；
主备虚拟机状态选择，如附图2所示，本发明要求创建的两台虚拟机以主备模式工作，所以在创建好之后，会通过心跳机制检测来选出一个作为主要虚拟机对外提供服务。创建好的虚拟机上会有一个心跳程序，当虚拟机启动后，会在自己归属的标签范围内发送检测数据包，看是否另一台虚拟机正常，如果检测到另一台虚拟机状态正常，则设置自己的状态为备用虚拟机状态；如果检测到另一台虚拟机状态为关闭，则设置自己的状态为主要虚拟机状态。
IP模块203，用于通过所述IP地址访问所述虚拟机，将所述IP地址绑定在主虚拟机网卡上；通过DHCP协议自动获取与所述IP地址同一网段的同步IP地址作为主备虚拟机之间进行文件同步使用的IP；
IP地址绑定，如附图3所示，用户在创建高可用虚拟机选择的IP地址(图3100.2.96.101为用户选择IP，用户通过这个IP访问高可用虚拟机)，在主备虚拟机之前动态迁移，哪个为主虚拟机则IP地址绑定在哪个虚拟机网卡上，用户在访问虚拟机时候，通过这个IP访问。其实虚拟机在创建时候，除了用户选择的IP，还会通过DHCP协议自动获取跟选择IP一个网段的IP地址(图3中100.2.96.120和100.2.96.121是高可用虚拟机随机分配IP，主机同步走这个ip地址)，这个IP是作为主备虚拟机之间进行文件同步使用的IP。
同步模块204，用于主备虚拟机信息同步，所述主虚拟机启动后台进程检测数据变化，若所述主虚拟机数据文件发生变更则触发同步到备用虚拟机；
主备虚拟机信息同步，如附图4所示，处于主要状态的虚拟机，会启动一个后台进程一直检测数据变化，一旦主要状态虚拟机的数据文件发生变更，则会触发同步到备用虚拟机。
主备切换模块205，所述主虚拟机发生故障，所述备用虚拟机心跳机制无法检测到主虚拟机时自动切换状态为主状态，将绑定在所述主虚拟机网卡上的IP地址绑定到备用虚拟机，进行主备切换。
主备切换，如附图5所示，主要状态虚拟机(即主虚拟机)出现宕机或者断网等意外情况，备用虚拟机心跳机制无法检测到主要装填虚拟机时候，则会自动切换状态为主要状态，原先绑定在主虚拟机上的IP地址(用户选择的IP)，会绑定到备用虚拟机，由于主虚拟机的文件都同步到了备用虚拟机，所以，备用虚拟机的切换，是无缝切换，进而达到了虚拟机高可用。
本发明提供了一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现系统，在选择创建高可用虚拟机时后台在不通主机节点创建两台配置相同的虚拟机，按照主备模式工作，处于工作模式的虚拟机在文件发生变更时，触发同步到备用虚拟机，一旦工作模式虚拟机宕机，备用虚拟机切换到工作模式，继续对外提供服务，进而实现了虚拟机的高可用；本发明弥补了OpenStack平台在这方面的不足，让OpenStack云管平台功能更加强大，在同类产品中竞争力更强。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其他实施例中实现。
因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现方法，其特征在于：
步骤101，选择高可用标识，选择IP地址，创建至少两个高可用虚拟机，为所述虚拟机设置标签，标识所述虚拟机为主备模式工作关系；
步骤102，通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务；
步骤103，通过所述IP地址访问所述虚拟机，将所述IP地址绑定在主虚拟机网卡上；通过DHCP协议自动获取与所述IP地址同一网段的同步IP地址作为主备虚拟机之间进行文件同步使用的IP；
步骤104，主备虚拟机信息同步，所述主虚拟机启动后台进程检测数据变化，若所述主虚拟机数据文件发生变更则触发同步到备用虚拟机；
步骤105，所述主虚拟机发生故障，所述备用虚拟机心跳机制无法检测到主虚拟机时自动切换状态为主状态，将绑定在所述主虚拟机网卡上的IP地址绑定到备用虚拟机，进行主备切换。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务具体为：虚拟机启动后，虚拟机上的心跳程序在该虚拟机归属的标签范围内发送检测数据包，检测另一台虚拟机是否正常，若检测到另一台虚拟机状态正常，则设置自身状态为备用虚拟机状态；若检测到另一台虚拟机状态为关闭，则设置自身状态为主虚拟机状态。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述创建至少两个高可用虚拟机为在不同的物理主机节点创建配置完全一致的虚拟机。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述创建至少两个高可用虚拟机为在OpenStack云管平台创建高可以用虚拟机。
5.一种基于OpenStack的高可用虚拟机实现系统，其特征在于：所述系统包括：
创建模块，用于选择高可用标识，选择IP地址，创建至少两个高可用虚拟机，为所述虚拟机设置标签，标识所述虚拟机为主备模式工作关系；
主选取模块，用于通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务；
IP模块，用于通过所述IP地址访问所述虚拟机，将所述IP地址绑定在主虚拟机网卡上；通过DHCP协议自动获取与所述IP地址同一网段的同步IP地址作为主备虚拟机之间进行文件同步使用的IP；
同步模块，用于主备虚拟机信息同步，所述主虚拟机启动后台进程检测数据变化，若所述主虚拟机数据文件发生变更则触发同步到备用虚拟机；
主备切换模块，用于所述主虚拟机发生故障，所述备用虚拟机心跳机制无法检测到主虚拟机时自动切换状态为主状态，将绑定在所述主虚拟机网卡上的IP地址绑定到备用虚拟机，进行主备切换。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述通过心跳机制检测选出一个虚拟机作为主虚拟机对外提供服务具体为：虚拟机启动后，虚拟机上的心跳程序在该虚拟机归属的标签范围内发送检测数据包，检测另一台虚拟机是否正常，若检测到另一台虚拟机状态正常，则设置自身状态为备用虚拟机状态；若检测到另一台虚拟机状态为关闭，则设置自身状态为主虚拟机状态。
7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述创建至少两个高可用虚拟机为在不同的物理主机节点创建配置完全一致的虚拟机。
8.根据权利要求5所述的系统，其特征在于：所述创建至少两个高可用虚拟机为在OpenStack云管平台创建高可以用虚拟机。
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