CN110855505B - 一种高可用规则堆叠实现系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高可用规则堆叠实现系统及方法，所述方法包括如下步骤：步骤S1，将各工作机配置为工作节点，将所有工作节点分为若干节点组，每个节点组包含两个节点，将各节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，为每个节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并添加心跳线；步骤S2，将各节点组看作一个整体作为节点，再次分为若干父节点组，原各节点组称为对应的父节点组的子节点组，将各父节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，并为每个父节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并设置心跳线；步骤S3，将各父节点组作为子节点组，返回步骤S2再次堆叠高可用规则，直至最后一个父节点组。

Description

一种高可用规则堆叠实现系统及方法

技术领域

本发明涉及计算机数据备份容灾技术领域，特别是涉及一种基于高可用性的高可用规则堆叠实现系统及方法。

背景技术

企业信息化进程不断加快的今天，各个企业都开始组建自己的信息系统，保持业务的持续性是企业用户进行数据处理时必须考虑的重要方面，因此，各企业对数据备份及安全方面也越来越重视，信息对于各企业或个人也显得尤为重要，信息安全成为现在计算机容灾领域一个值得研究的问题。

然而，在工作生活中经常会出现计算机由于各种原因不能工作，若企业中出现这种情况，很有可能会给一个企业造成不必要的损失，因此需要高可用性(High Available，HA)规则去缩短因突发状况造成的工作机停工时间，使计算机可持续提供服务。

高可用性通常是指通过设计减少系统不能提供服务的时间，实现业务的连续性。图1为高可用性的工作原理图。应用高可用主要是针对各种应用提供高可用服务，监控时可以提供多条高可用规则保护，监控对象可以是主节点、从节点或者同时监控，引入了仲裁机制，避免主、从节点由于网络等原因导致错误切换等，同时将数据同步加入了高可用中，实现数据同步关联高可用。当主节点监控的服务，或者进程等出现故障，主节点将成为从节点，原主节点到原从节点的关联复制规则停止，从节点切换为主节点，新主节点到新从节点的关联复制规则开启。

当主机正常工作，监控对象也没有异常表现时，由主节点对外提供服务，通过关联规则将变化的数据实时复制到从节点，高可用规则配置的监控对象保持实时监控的状态；当监控对象出现异常状态时，执行资源切换脚本，关联规则被停止，主节点切换成从节点；虚IP地址迁移到从节点，从节点启动服务，开启关联规则，此时从节点跳转为主节点，继续对外提供服务。

上述高可用性虽然可以在主节点监控的服务，或者进程出现故障时，将从节点切换为主节点继续对外提供服务，实现了业务的连续性，然而，当从节点也出现故障时，仍会造成系统异常，无法继续提供服务，从而造成不必要的损失。

发明内容

为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种高可用规则堆叠系统及方法，以通过将多个HA堆叠起来，最终形成一个最外层的HA主从节点的高可用服务来保护数据，更为有效地缩短因为工作机宕机而造成的停工时间，保持服务的高度可用性。

为达上述目的，本发明提出一种高可用规则堆叠实现系统，包括：

初始节点配置单元，用于将各工作机配置为工作节点，将所有工作节点分为若干节点组，每个节点组包含两个节点，将各节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点；

高可用规则配置单元，用于为每个节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并添加心跳线；

堆叠单元，用于逐层将下级的各节点组看作一个整体作为节点，并划分若干父节点组，将各父节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，并利用所述高可用规则配置单元为每个父节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并设置心跳线，直至最后一个父节点组，以实现高可用规则堆叠。

优选地，各父节点组的规则的心跳线用其各节点规则的虚拟IP及网卡作为连接。

优选地，各规则的虚拟IP添加在相应的主节点上。

优选地，底层的各高可用规则承载对应的所述堆叠单元所堆叠的规则的高可用服务信息。

为达到上述目的，本发明还提供一种高可用规则堆叠实现方法，包括如下步骤：

步骤S1，将各工作机配置为工作节点，将所有工作节点分为若干节点组，每个节点组包含两个节点，将各节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，为每个节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并添加心跳线；

步骤S2，将各节点组看作一个整体作为节点，再次分为若干父节点组，原各节点组称为对应的父节点组的子节点组，将各父节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，并为每个父节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并设置心跳线；

步骤S3，将各父节点组作为子节点组，返回步骤S2再次堆叠高可用规则，直至最后一个父节点组。

优选地，于步骤S1中，所有规则的主节点承载该高可用规则的高可用服务，将高可用的一些数据信息通过关联复制规则，同步到相应的从节点。

优选地，各规则虚拟IP添加在相应的主节点上。

优选地，于步骤S2中，各父节点组的规则心跳线用其各节点规则的虚拟IP及网卡作为连接。

与现有技术相比，本发明一种高可用规则堆叠系统及方法通过将各工作机配置为工作节点，将所有工作节点分为若干节点组，将各节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，为每个节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并添加心跳线，然后逐层将下级的各节点组看作一个整体作为节点，并划分若干父节点组，将各父节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，并利用所述高可用规则配置单元为每个父节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并设置心跳线，直至最后一个父节点组，实现了高可用规则的堆叠，可使大批量的机器在出现宕机时仍能持续提供服务，缩短停工时间。

附图说明

图1为高可用性的工作原理图；

图2为本发明一种高可用规则堆叠实现系统的系统架构图；

图3为本发明具体实施例中高可用规则堆叠实例示意图；

图4为本发明一种高可用规则堆叠实现方法的步骤流程图；

图5为本发明之高可用规则堆叠的工作原理图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例并结合附图说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其它优点与功效。本发明亦可通过其它不同的具体实例加以施行或应用，本说明书中的各项细节亦可基于不同观点与应用，在不背离本发明的精神下进行各种修饰与变更。

图2为本发明一种高可用规则堆叠实现系统的系统架构图。如图2所示，本发明一种高可用规则堆叠实现系统，包括：

初始配置单元201，用于将各工作机配置为工作节点，将所有工作节点分为若干节点组，每个节点组包括两个节点，将其中节点配置为一个主节点和一个从节点，在本发明中，每个节点均能够提供完整的数据存储、访问和命令执行管理服务，主节点与从节点之间通过私有网络连接，所述初始配置单元201提供配置接口，进而可通过手动配置的方式从各节点组的节点中确定主节点和对应的从节点。

高可用规则配置单元202，用于为每个节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，各规则虚拟IP总是添加在相应的主节点上，并添加心跳线，所有高可用规则的主节点承载该高可用规则的高可用服务，将高可用的一些数据信息通过关联复制规则，同步到相应的从节点。

在本发明具体实施例中，如图3所示，假设有工作机A、B、A₁、B₁、C、D、C₁、D₁、E、F、E₁、F₁、G、H、G₁、H₁，将工作机A、B、A₁、B₁、C、D、C₁、D₁、E、F、E₁、F₁、G、H、G₁、H₁配置为节点A、B、A₁、B₁、C、D、C₁、D₁、E、F、E₁、F₁、G、H、G₁、H₁，并将其分为节点组AB、A₁B₁、CD、C₁D₁、EF、E₁F₁、GH、G₁H₁，为每个节点组添加高可用规则AB、A₁B₁、CD、C₁D₁、EF、E₁F₁、GH、G₁H₁，每一条规则都设置一个虚拟IP，并添加主节点与从节点的心跳线，所有规则的主节点会承载该规则的高可用服务，将高可用的一些数据信息通过关联复制规则，同步到相应的从节点。

堆叠单元203，用于逐层将下级的各节点组看作一个整体作为节点，划分若干父节点组，将各父节点组的各整体节点配置为一个主节点和一个从节点，并利用高可用规则配置单元202为每个父节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并设置心跳线，直至只剩最后一个父节点组，以实现高可用规则堆叠，底层的高可用(HA)规则承载HA堆叠规则高可用服务信息，各父节点组的规则心跳线用其各节点的高可用规则的虚拟IP及网卡作为连接。

具体地说，请继续参照图3，将节点组AB、A₁B₁、CD、C₁D₁、EF、E₁F₁、GH、G₁H₁分别看作一个整体作为节点A₂、B₂、C₂、D₂、E₂、F₂、G₂、H₂，再次分为父节点组A₂B₂、C₂D₂、E₂F₂、G₂H₂，并添加堆叠高可用规则A₂B₂、C₂D₂、E₂F₂、G₂H₂，每一条规则都会配置一个虚拟IP，A₂B₂规则将AB看做整体作为该规则的主节点A₂，将A₁B₁看做整体作为该规则的从节点B₂。则AB高可用规则中主节点A不仅需要承载规则AB还要承载规则A₂B₂的高可用服务，数据信息都存在于主节点A上，A₂B₂规则心跳线用规则AB，A₁B₁的虚拟IP及网卡作为连接，A₂B₂规则数据传输为AB的主节点A到A₁B₁的主节点A₁。C₂D₂、E₂F₂、G₂H₂与A₂B₂规则类似，在此不予赘述。

然后，将各父节点组A₂B₂、C₂D₂、E₂F₂、G₂H₂作为子节点组，将其各节点组看成一个整体作为节点A₃、C₃、E₃、G₃，并再次分为父节点组A₃C₃、E₃G₃，添加堆叠高可用规则A₃C₃、E₃G₃，配置规则虚拟IP，A₃C₃规则将A₂B₂看做整体作为该规则的主节点A₃，将C₂D₂看做整体作为该规则的从节点C₃，则A₂B₂高可用规则中主节点A₂需要承载A₃C₃的高可用服务，进一步来说也就是其子节点组的主节点A节点需要承载AB、A₂B₂、A₃C₃所有的高可用服务，三条规则的高可用配置信息都存在于主节点A上。A₃C₃的心跳线为用规则A₂B₂、C₂D₂的虚IP作为连接，A₃C₃的数据传输为A₂B₂的主节点A₂到C₂D₂的主节点C₂。E₃G₃规则与A₃C₃类似。

依此类推，将各父节点组A₃C₃、E₃G₃作为子节点组，将其各节点组作为一个整体作为节点A₄、E₄，添加规则A₄E₄，配置该规则虚IP，A₄E₄规则将A₃C₃看做整体作为该规则的主节点A₄、将E₃G₃看做整体作为该规则的从节点E₄，则规则A₃C₃需要承载A₄E₄的高可用服务，因此规则AB的主节点A需要承载规则AB、A₂B₂、A₃C₃、A₄E₄的高可用服务，这四条规则的高可用配置信息都存在于主节点A上，A₄E₄的心跳线由A₃C₃和E₃G₃的的虚IP及网卡连接，A₄E₄的数据传输为A₃C₃的主节点A₃到E₃G₃的主节点E₃。

图4为本发明一种高可用规则堆叠实现方法的步骤流程图。如图4所示，本发明一种高可用规则堆叠实现方法，包括如下步骤：

步骤S1，将各工作机配置为工作节点，将所有工作节点分为若干节点组，每个节点组包括两个节点，将其中节点配置为一个主节点和一个从节点，为每个节点组配置高可用规则，即一条高可用规则，是由节点组内的一个主节点和一个从节点配置而成，每一条高可用规则配置一个虚拟IP，各规则虚拟IP总是添加在相应的主节点上，并为主从节点添加心跳线，所有规则的主节点承载该高可用规则的高可用服务，将高可用的一些数据信息通过关联复制规则，同步到相应的从节点。在本发明中，每个所述的节点均能够提供完整的数据存储、访问和命令执行管理服务，节点之间通过私有网络连接，本发明可提供配置接口，通过手动配置的方式对各节点组中的节点确定主节点和从节点，该高可用规则用于保证命令处理过程中各个节点之间的数据同步一致，在本申请中，该高可用规则即节点之间进行命令处理的协议。

在本发明具体实施例中，如图3所示，假设有工作机A、B、A₁、B₁、C、D、C₁、D₁、E、F、E₁、F₁、G、H、G₁、H₁，将工作机A、B、A₁、B₁、C、D、C₁、D₁、E、F、E₁、F₁、G、H、G₁、H₁配置为节点A、B、A₁、B₁、C、D、C₁、D₁、E、F、E₁、F₁、G、H、G₁、H₁，并将其分为节点组AB、A₁B₁、CD、C₁D₁、EF、E₁F₁、GH、G₁H₁，为每个节点组添加高可用规则AB、A₁B₁、CD、C₁D₁、EF、E₁F₁、GH、G₁H₁，每一条规则都设置一个虚拟IP，并添加主节点与从节点的心跳线，所有规则的主节点会承载该规则的高可用服务，将高可用的一些数据信息通过关联复制规则，同步到相应的从节点。

步骤S2，将各节点组看作一个整体作为节点，再次分为若干父节点组，原各节点组称为对应的父节点组的子节点组，同样，将各父节点组的各整体节点配置为一个主节点和一个从节点，并为每个父节点组配置高可用规则，即父节点组中的主节点和从节点之间配置，每一条规则配置一个虚拟IP，并设置心跳线，各父节点组的规则心跳线用各节点规则的虚拟IP及网卡作为连接，作为父节点组中的主节点的该子节点组的高可用规则中的主节点不仅需要承载该子节点组的高可用规则，还承载对应父节点组高可用规则的高可用服务，数据信息存储在子节点组的主节点上。

具体地说，将节点组AB、A₁B₁、CD、C₁D₁、EF、E₁F₁、GH、G₁H₁分别看作一个整体作为节点A₂、B₂、C₂、D₂、E₂、F₂、G₂、H₂，再次分为父节点组A₂B₂、C₂D₂、E₂F₂、G₂H₂，并添加堆叠高可用规则A₂B₂、C₂D₂、E₂F₂、G₂H₂，每一条规则都会配置一个虚拟IP，A₂B₂规则将AB看做整体作为该规则的主节点A₂，将A₁B₁看做整体作为该规则的从节点B₂。则AB高可用规则中主节点A不仅需要承载规则AB还要承载规则A₂B₂的高可用服务，数据信息都存在于主节点A上，A₂B₂规则心跳线用规则AB，A₁B₁的虚拟IP及网卡作为连接，A₂B₂规则数据传输为AB的主节点A到A₁B₁的主节点A₁。C₂D₂、E₂F₂、G₂H₂与A₂B₂规则类似，在此不予赘述。

步骤S3，将各父节点组作为子节点组，返回步骤S2再次堆叠高可用规则，直至只剩最后一个父节点组。

具体地，将各父节点组A₂B₂、C₂D₂、E₂F₂、G₂H₂作为子节点组，将其各节点组看成一个整体作为节点A₃、C₃、E₃、G₃，并再次分为父节点组A₃C₃、E₃G₃，添加堆叠高可用规则A₃C₃、E₃G₃，配置规则虚拟IP，A₃C₃规则将A₂B₂看做整体作为该规则的主节点A₃，将C₂D₂看做整体作为该规则的从节点C₃，则A₂B₂高可用规则中主节点A₂需要承载A₃C₃的高可用服务，进一步来说也就是其子节点组的主节点A节点需要承载AB、A₂B₂、A₃C₃所有的高可用服务，三条规则的高可用配置信息都存在于主节点A上。A₃C₃的心跳线为用规则A₂B₂、C₂D₂的虚IP作为连接，A₃C₃的数据传输为A₂B₂的主节点A₂到C₂D₂的主节点C₂。E₃G₃规则与A₃C₃类似。

依此类推，将各父节点组A₃C₃、E₃G₃作为子节点组，将其各节点组作为一个整体作为节点A₄、E₄，添加规则A₄E₄，配置该规则虚IP，A₄E₄规则将A₃C₃看做整体作为该规则的主节点A₄、将E₃G₃看做整体作为该规则的从节点E₄，则规则A₃C₃需要承载A₄E₄的高可用服务，因此规则AB的主节点A需要承载规则AB、A₂B₂、A₃C₃、A₄E₄的高可用服务，这四条规则的高可用配置信息都存在于主节点A上。A₄E₄的心跳线由A₃C₃和E₃G₃的的虚IP及网卡连接。A₄E₄的数据传输为A₃C₃的主节点A₃到E₃G₃的主节点E₃。

至此，父节点组仅剩父节点组A₄、、E₄，堆叠过程结束。

图5为本发明之高可用规则堆叠的工作原理图，主要完成的功能心跳线的建立和数据同步，底层的高可用(HA)规则承载HA堆叠规则规则高可用服务信息。其过程如下：

1、建立高可用规则AB、A₁B₁、CD、C₁D₁和A₂B₂、C₂D₂后，配置规则的虚拟IP，规则虚拟IP总是添加在主节点上。

2、若主节点A宕机，则心跳线1、3断开，关联复制规则停止数据同步，主节点A停止提供服务，从节点B切换为主节点。

3、对于规则A₂B₂，只有当其子规则AB全部宕机的情况下，才相当于A₂宕机，心跳线3才会彻底断开，A₂B₂规则的从节点B₂才会切换为主节点。因此从节点B切换为主节点后，旧主节点A上承载的高可用规则AB及其父规则A₂B₂和A₃C₃的高可用服务信息都切换到新主节点B上，AB规则的虚IP也添加到新主节点B上，心跳线3再次在A₁、B之间建立连接。则堆叠规则A₂B₂、C₂D₂、A₃C₃仍正常运行，此时B上承载所有堆叠规则A₂B₂、C₂D₂、A₃C₃的高可用服务。

4、若结点B也宕机，此刻AB全部宕机，即主节点A₂宕机，心跳线3、7断开连接，堆叠规则A₂B₂的从节点B₂切换为主节点。

5、对于规则A₃C₃，只有当A₂、B₂全部宕机的情况下，才相当于A₃宕机，心跳线7才会彻底断开，A₃C₃规则的从节点C₃才会切换为主节点。因此当B₂切换为主节点后，重新添加规则虚IP，心跳线7在C₂、B₂之间重新建立连接。此时B₂，即节点A₁承载堆叠规则A₃C₃的高可用服务信息。

6、对于B₂来说，只有A₁、B₁全部宕机，才相当于B₂宕机。若此时A₁、B₁全部宕机，即B₂宕机，即A₃宕机，则心跳线7断开，从节点C₃切换为主节点。此时C₃的子规则C₂D₂的主节点为C₂，C₂的子规则为CD，主节点为C。节点A₁上承载的堆叠规则A₃C₃的高可用服务信息切换到主节点C上，C节点本身就承载C₂D₂及CD的高可用服务信息。

整个堆叠规则，遵循根据规则的虚拟IP建立心跳线，规则的主节点进行数据传输。

可见，本实施例中，当主节点A宕机后，规则AB的主节点由A切换到节点B，堆叠高可用规则A₂B₂、A₃C₃、A₄C₄上高可用服务仍可正常运行，保证了业务的连续性，增加了对数据的可持续性保护能力。

综上所述，本发明一种高可用规则堆叠系统及方法通过将各工作机配置为工作节点，将所有工作节点分为若干节点组，将各节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，为每个节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并添加心跳线，然后逐层将下级的各节点组看作一个整体作为节点，并划分若干父节点组，将各父节点组的各节点配置为一个主节点和一个从节点，并利用所述高可用规则配置单元为每个父节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并设置心跳线，直至最后一个父节点组，实现了高可用规则的堆叠，可使大批量的机器在出现宕机时仍能持续提供服务，缩短停工时间。本发明是普通HA功能的升级，类似于多个HA堆叠起来，最终形成一个最外层的HA主从节点的高可用服务来保护数据。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此，本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。

Claims (8)

1.一种高可用规则堆叠实现系统，包括：

初始节点配置单元，用于将各工作机配置为工作节点，将所有工作节点分为若干节点组，每个节点组包含两个节点，将各节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点；

高可用规则配置单元，用于为每个节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并添加心跳线；

堆叠单元，用于逐层将下级的各节点组看作一个整体作为节点，并划分若干父节点组，将各父节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，并利用所述高可用规则配置单元为每个父节点组的主节点配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并设置心跳线，直至最后一个父节点组，以实现高可用规则堆叠。

2.如权利要求1所述的一种高可用规则堆叠实现系统，其特征在于：各父节点组的规则的心跳线用其各节点规则的虚拟IP及网卡作为连接。

3.如权利要求1所述的一种高可用规则堆叠实现系统，其特征在于：各规则的虚拟IP添加在相应的主节点上。

4.如权利要求1所述的一种高可用规则堆叠实现系统，其特征在于：底层的各高可用规则承载对应的所述堆叠单元所堆叠的规则的高可用服务信息。

5.一种高可用规则堆叠实现方法，包括如下步骤：

步骤S1，将各工作机配置为工作节点，将所有工作节点分为若干节点组，每个节点组包含两个节点，将各节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，并为每个节点组配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并添加心跳线；

步骤S2，将各节点组看作一个整体作为节点，再次分为若干父节点组，原各节点组称为对应的父节点组的子节点组，将各父节点组的节点配置为一个主节点和一个从节点，并为每个父节点组的主节点配置高可用规则，每一条规则配置一个虚拟IP，并设置心跳线；

步骤S3，将各父节点组作为子节点组，返回步骤S2再次堆叠高可用规则，直至最后一个父节点组。

6.如权利要求5所述的一种高可用规则堆叠实现方法，其特征在于：于步骤S1中，所有规则的主节点承载该高可用规则的高可用服务，将高可用的一些数据信息通过关联复制规则，同步到相应的从节点。

7.如权利要求6所述的一种高可用规则堆叠实现方法，其特征在于：各规则虚拟IP添加在相应的主节点上。

8.如权利要求7所述的一种高可用规则堆叠实现方法，其特征在于：于步骤S2中，各父节点组的规则心跳线用其各节点规则的虚拟IP及网卡作为连接。

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