CN110806917A - 一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置及方法,涉及云计算技术领域。该管理装置通过管理网络和云计算节点装置连接,所述管理装置包括:注册模块,用来当确定触发高可用任务时将所述高可用任务注册到所述注册模块管理的高可用任务触发事件列表;跟踪模块,用来启动跟踪线程,获取所述高可用任务的执行状态;记录模块,用来当记录所述执行状态。本发明的管理装置及方法可以感知HA动作的后续执行状态,系统稳定性高。
Description
技术领域
本发明涉及云计算技术领域,尤其涉及一种防脑裂的虚拟机高可用管理装置及方法。
背景技术
OpenStack是一个开源的云计算管理平台项目,由美国国家航空航天局(NASA)和Rackspace合作研发并发起的,以Apache许可证授权的自由软件和开放源代码项目。随着云技术方案的成熟,基于OpenStack的云平台也越来越广泛应用到各种领域,大量的业务系统被移植到云平台提供服务。其中,虚拟机高可用(HA,即High Availability)功能,作为虚拟化平台重要特性引入云环境,在当前环境交付中已经愈发重要。该功能用于当物理主机出现故障时来自动恢复正在运行的虚拟机,在提升云平台可靠性的同时,也能够大大提升整个平台的可维护性。但是,在原生OpenStack中,却并未提供完整的HA解决方案:
现有技术中提供了基于OpenStack的自研HaStack组件实现的HA防脑裂专利方案,但原方案中,仅包含了HA处理、HA Fencing及VM防脱管三部分功能,仍然存在功能缺陷,例如系统在触发HA时,无法感知后续VM HA的运行状态,这导致系统稳定性非常低,不能满足要求高稳定性的云计算系统的使用需求。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提出了一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置及方法,能够解决现有技术中无法跟踪HA后续运行状态、系统稳定性低的缺点。
根据本发明的一个方面,本发明提供了一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置,该管理装置通过管理网络和云计算节点装置连接,该管理装置包括:
注册模块,用来当确定触发高可用任务时将该高可用任务注册到该注册模块管理的高可用任务触发事件列表;
跟踪模块,用来启动跟踪线程,获取该高可用任务的执行状态;
记录模块,用来当记录该执行状态。
作为本发明的进一步改进,管理装置还包括:
高可用重试模块,用来当记录该高可用任务的执行状态为失败,重新恢复该高可用任务。
作为本发明的进一步改进,该记录模块还用来当记录该高可用任务的失败次数;
该高可用重试模块用来读取该失败次数,并根据该失败次数与预设失败次数阈值的比较确定是否重新恢复该高可用任务。
作为本发明的进一步改进,管理装置还包括:
全局流控模块,用来当确定触发或恢复该高可用任务时,读取该高可用任务触发事件列表,并根据该高可用任务触发事件列表中的正在执行的高可用任务总量与预设流控阈值的比较确定是否立即启动该高可用任务。
作为本发明的进一步改进,该跟踪模块用来当确定该高可用任务的执行状态为执行中,间隔预设时间后重新获取该高可用任务的执行状态。
根据本发明的另一方面,本发明提供了一种防脑裂的虚拟机高可用的管理方法,包括:
当确定触发高可用任务,将该高可用任务注册到高可用任务触发事件列表;
启动跟踪线程,获取该高可用任务的执行状态;
记录该执行状态。
总体而言,通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)可以高可用任务跟踪,可以确保管理装置能够感知所有VM HA任务执行结果,为后续HA动作提供判断依据。
(2)通过引入重试机制,能够对HA失败后的VM进行再次测试,对于之前未达重试最大次数的异常VM,高可用模块将尝试重新HA。可以提升HA成功率及可用性。
(3)在任务管理组件中引入了全局HA流控能力,以确保全局HA动作数量,保持一个可控的状态,避免大量节点异常时导致的批量HA影响系统稳定性的问题。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于Openstack的防脑裂的虚拟机高可用系统架构示意图;
图2是本发明实施例提供的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理方法流程示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
如图1所示,基于Openstack的防脑裂的虚拟机高可用系统,包括防脑裂的虚拟机高可用的管理装置(即图中的控制节点A、B、C)、管理网络200、计算节点装置300(即图中的计算节点A、B、C)以及共享存储装置。其中,至少两个管理端装置之间通过管理网络进行通信而组成管理集群。
管理端装置与计算节点装置通过管理网络通信连接。计算节点装置与共享存储装置连接。图1是以三个管理装置100,即图中的控制节点A、B、C,三个计算节点装置300,即图中的计算节点A、B、C,和一个共享存储装置为例进行说明。
三个计算节点装置都和一个共享存储装置连接,即三个计算节点装置共享一个共享存储装置。管理网络被划分为三大网络平面,分别是管理网络平面、存储网络平面、业务网络平面。每个计算节点装置除安装有云计算虚拟机VM程序301,即图中的VM之外,还具有Nova-computer计算机模块、Libvirt管理模块、Lock管理模块、高可用计算节点模块。
每个管理装置100包括计算资源管理模块(即图中的Nova controller)、集群管理模块102(即图中的Etcd)、高可用模块103(即图中的FitOS HaStack,下文用HaStack表示)。计算资源管理模块包括Nova原生的虚拟机VM管理进程,用于对虚拟机VM的生命周期进行管理操作。集群管理模块,用于收集集群的运行状况信息。高可用模块,用于对所有的计算节点装置进行高可用管理。
作为本发明的改进,本发明的管理装置还包括TaskManager组件,用来实现全套VMHA任务跟踪机制,执行任务跟踪、重试、全局流控功能中的一种或多种,解决了原HaStack方案在部分异常场景下的执行表现,提升了整个HA的执行效率,减少了管理员人工修复的次数。TaskManager组件可以位于高可用模块(HaStack)中。
利用TaskManager组件执行任务跟踪(HA task tracking),可以确保HaStack能够感知所有VM HA任务执行结果,为后续HA动作提供判断依据。任务跟踪是TaskManager组件的主要功能。由于当前系统所有的VM HA动作都是由HaStack下发的,因此HaStack能够作为TaskManager的输入端来记录每一次动作。
管理装置利用TaskManager组件执行任务跟踪的流程具体如下:
步骤S11,当确定触发高可用任务,将该高可用任务注册到高可用任务触发事件列表。
HaStack模块每次触发HA动作时,都需要向TaskManager注册。注册请求包含了HA动作的执行时间、执行内容等信息。TaskManager组件接收到该注册请求后,将该HA任务添加到事件触发列表中,将HA动作的相关信息写入数据库中。
步骤S12,启动跟踪线程,获取高可用任务的执行状态。
TaskManager组件使用单独跟踪线程,来查询各个HA任务的执行结果。HA任务的执行结果有三种:执行中、执行成功、执行失败。
步骤S13,记录该执行状态。
TaskManager若查询到该HA任务已完成,即执行成功或执行失败,TaskManager将把执行结果记录到DB(数据库)中;更新后的结果可查询;
TaskManager若查询到该HA任务处于执行中,则间隔预定时间后再次查询。
至此,单次HA任务跟踪结束。
利用TaskManager组件执行重试机制(HA Retry),HA重试是基于任务跟踪来实现的,新引入的重试机制的设计目标是提升HA成功率及可用性。它能够对之前HA失败后的VM进行再次测试。对于之前未达重试最大次数的异常VM,HaStack将尝试重新HA。
管理装置利用TaskManager组件执行任务重试的流程具体如下:
S21,当确定所述高可用任务的执行状态为失败,执行高可用任务恢复。
该机制会定期检查TaskManager中之前各HA任务的执行结果;针对之前HA失败的VM,HaStack控制再次执行HA动作,来尝试自动恢复;无需管理员逐个手动恢复。
为了避免部分虚拟机无法通过HA恢复而重复执行的无用操作,TaskManager中会记录单个VM HA的执行失败次数:HaStack读取该执行失败次数,将该失败次数与预设失败次数阈值比较,根据比较结果确定是否恢复执行该高可用任务。
预设失败次数阈值,即最大HA重试次数,对于超过最大HA重试次数,说明该VM可能无法通过自动HA方式恢复。此类VM后续将不再执行HA。通过上报对应告警,通知管理员人工介入。
利用TaskManager组件执行全局流控(HA global ratelimit),是为避免大量节点异常时出现的批量HA影响到系统的稳定性,在TaskManager中引入了全局HA流控能力,以确保全局HA动作数量,保持一个可控的状态。
管理装置利用TaskManager组件执行全局流控的流程具体如下:
S31,当确定触发或重新恢复高可用任务,读取高可用任务触发事件列表,根据高可用任务触发事件列表中的正在执行的高可用任务总量与预设流控阈值的比较确定是否立即启动该需要触发或重新恢复的高可用任务。
HaStack在每次下发HA动作前,需要先去TaskManager查询当前处于“执行中”的HA任务队列长度,队列长度可配,可以默认20,可以支持动态修改,无需重启进程;
若当前全局正在执行HA任务数,超过了全局流控限制,则此轮不执行HA动作:
i.上报对应告警提示;
ii.下轮重新执行此检查。
以图2为例说明本发明的防脑裂的OpenStack虚拟机高可用管理方法。图2是同时包含任务跟踪、重试、全局流控功能的一个示例。实际应用中,可以根据需要选择执行任务跟踪、重试、全局流控其中一个或多个功能。
管理方法包括步骤:
S41,当HaStack触发HA时,将该HA记录在TaskManager管理的高可用任务触发事件列表中,TaskManager定期更新HA的执行状态。
由于所有HA都是由HaStack触发,每次HA动作都已记录在TaskManager中。
S42,HaStack定期向TaskManager读取高可用任务触发事件列表。由于所有HA都是由HaStack触发,每次HA动作都已记录在TaskManager中。因此HaStack中能够感知所有VMHA的下发动作。
S43,HaStack判断事件列表中,各个任务的运行状态,如果事件已完成,则认为之前HA下发成功,无需继续跟踪。若HA执行失败,则可以转S44,进入HA重试过程。
S44:HaStack区分所有未完成事件,判断状态是否仍在进行中。如果仍在进行,即执行状态为“执行中”,则无需继续跟踪,跳过该事件。否则转步骤S45;
S45,HaStack针对之前失败的HA事件,需要判断之前HA次数是否已达最大阈值。如果是,则该VM已经无法通过自动HA方式恢复了,可以及时上报告警通知管理员人为介入,停止对该VM的HA尝试。若确定需要恢复HA,则可以转到S46,进入全局流控过程。
S46:HaStack获取当前系统HA个数总量,是否已达到系统HA流控总量。如果超过总量,则此轮不允许再发HA,留待下轮再检查。否则,若未超标,则立即执行HA恢复。
S47,HaStack按照HA判断逻辑,确定立即执行HA恢复时,则尝试再次下发HA;
S48,HaStack再次记录此次HA下发事件,用于后续HA任务跟踪。
本发明实施例的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置,该管理装置通过管理网络和云计算节点装置连接,该管理装置包括:
注册模块,用来当确定触发高可用任务时将该高可用任务注册到该注册模块管理的高可用任务触发事件列表;
跟踪模块,用来启动跟踪线程,获取该高可用任务的执行状态;
记录模块,用来当记录该执行状态。
可选地,该管理装置还包括:高可用重试模块,用来当记录该高可用任务的执行状态为失败,重新恢复该高可用任务。
可选地,该记录模块还用来当记录该高可用任务的失败次数;
该高可用重试模块用来读取该失败次数,并根据该失败次数与预设失败次数阈值的比较确定是否重新恢复该高可用任务。
可选地,管理装置还包括:全局流控模块,用来当确定触发或恢复该高可用任务时,读取该高可用任务触发事件列表,并根据该高可用任务触发事件列表中的正在执行的高可用任务总量与预设流控阈值的比较确定是否立即启动该高可用任务。
可选地,该跟踪模块用来当确定该高可用任务的执行状态为执行中,间隔预设时间后重新获取该高可用任务的执行状态。
上述这些模块在实际应用中可以由TaskManager组件和HaStack模块来执行这些模块的功能,即这些模块分布在TaskManager组件和HaStack中。
为了实现上述实施例,本发明实施例还提出一种电子设备,包括:处理器和存储器。其中,存储器和处理器之间直接或间接地电性连接,以实现数据的传输或交互。
存储器中存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行时可以实现上述任一方法实施例的技术方案。存储器中存储上述管理方法的计算机程序,包括至少一个可以软件或固件的形式存储于存储器中的软件功能模块,处理器通过运行存储在存储器内的软件程序以及模块,从而执行各种功能应用以及数据处理。
处理器可以是一种集成电路芯片,具有信号的处理能力。处理器在接收到执行指令后,执行程序。可选的,上述存储器内的软件程序以及模块还可包括操作系统,其可包括各种用于管理系统任务(例如内存管理、存储设备控制、电源管理等)的软件组件和/或驱动,并可与各种硬件或软件组件相互通信,从而提供其他软件组件的运行环境。
本实施例提供的电子设备,可以用于执行上述任一方法实施例的技术方案,其实现原理和技术效果类似,此处不再赘述。
本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,计算机程序被处理器执行以实现上述任一管理方法的技术方案。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置,所述管理装置通过管理网络和云计算节点装置连接,其特征在于,所述管理装置包括:
注册模块,用来当确定触发高可用任务时将所述高可用任务注册到所述注册模块管理的高可用任务触发事件列表;
跟踪模块,用来启动跟踪线程,获取所述高可用任务的执行状态;
记录模块,用来当记录所述执行状态。
2.如权利要求1所述的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置,其特征在于,还包括:
高可用重试模块,用来当记录所述高可用任务的执行状态为失败,重新恢复所述高可用任务。
3.如权利要求2所述的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置,其特征在于,所述记录模块还用来当记录所述高可用任务的失败次数;
所述高可用重试模块用来读取所述失败次数,并根据所述失败次数与预设失败次数阈值的比较确定是否重新恢复所述高可用任务。
4.如权利要求1、2或3所述的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置,其特征在于,还包括:
全局流控模块,用来当确定触发或恢复所述高可用任务时,读取所述高可用任务触发事件列表,并根据所述高可用任务触发事件列表中的正在执行的高可用任务总量与预设流控阈值的比较确定是否立即启动所述高可用任务。
5.如权利要求1所述的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理装置,其特征在于,所述跟踪模块用来当确定所述高可用任务的执行状态为执行中,间隔预设时间后重新获取所述高可用任务的执行状态。
6.一种防脑裂的虚拟机高可用的管理方法,其特征在于,包括:
当确定触发高可用任务,将所述高可用任务注册到高可用任务触发事件列表;
启动跟踪线程,获取所述高可用任务的执行状态;
记录所述执行状态。
7.如权利要求6所述的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理方法,其特征在于,还包括:
当确定所述高可用任务的执行状态为失败时重新恢复所述高可用任务。
8.如权利要求7所述的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理方法,其特征在于,所述当确定所述高可用任务的执行状态为失败时重新恢复所述高可用任务具体是:
当确定所述高可用任务的执行状态为失败,记录所述高可用任务的失败次数,并根据所述失败次数与预设失败次数阈值的比较确定是否重新恢复所述高可用任务。
9.如权利要求6、7或8所述的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理方法,其特征在于,还包括:
当确定触发或恢复所述高可用任务是,读取所述高可用任务触发事件列表,并根据所述高可用任务触发事件列表中的正在执行的高可用任务总量与预设流控阈值的比较确定是否立即启动所述高可用任务。
10.如权利要求6所述的一种防脑裂的虚拟机高可用的管理方法,其特征在于,当确定所述高可用任务的执行状态为执行中,间隔预设时间后重新获取所述高可用任务的执行状态。
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