試析計算機軟件中的插件技術(shù)探討性論文

　　本文提出基于OpenStack構(gòu)建一個高可用性插件,該插件主要目的是:第一,增加進程級的高可用性模塊,不斷檢測進程的運行情況,并利用虛擬機化技術(shù)對相應(yīng)的故障進行處理;第二,實現(xiàn)業(yè)務(wù)和云平臺及時溝通,對傳統(tǒng)的Web系統(tǒng)進行云化提高專有云的高可用性,并在一定程度上實現(xiàn)云平臺的負載平衡。該插件不僅可以提高云平臺運行環(huán)境出現(xiàn)的故障,而且可以權(quán)衡云中資源的情況,合理分配資源,某種程度上實現(xiàn)云的負載平衡,避免了云平臺“假滿”的情況發(fā)生。

　　1 OpenStack云平臺概述

　　云計算作為一種新的計算模型,憑借其節(jié)省資源、降低成本、高可擴展性等優(yōu)點得到了快速發(fā)展,在此過程中開源云計算架構(gòu)也得到不斷發(fā)展和完善。OpenStack具有以下幾個方面的優(yōu)點:代碼架構(gòu)清晰,開發(fā)者可以根據(jù)自己的需要修改相應(yīng)的代碼;性能穩(wěn)定,提供了完善虛擬機管理功能;部署靈活,用戶可以根據(jù)自己的需要,進行相應(yīng)地部署。

　　Opentstack主要有5大組件組成:Nova(計算服務(wù))、Swift(存儲服務(wù))、Glance(鏡像服務(wù))、Keystone(識別服務(wù))、Dashboard(用戶界面服務(wù))。Nova是整個平臺的核心,是云平臺的控制器,它提供管理虛擬機的所有功能,其中包括創(chuàng)建虛擬機實例、管理網(wǎng)絡(luò)、控制用戶等。Swift是一個具有容量大、擴展性高,并具有冗余和容錯機制的對象存儲系統(tǒng)。Glance是負責(zé)管理虛擬機鏡像image的,功能主要包括存放image、檢索image等功能,并向外提供接口,用戶可以根據(jù)自己的需求調(diào)用相應(yīng)的AP I請求檢索實際的鏡像和查詢VM元數(shù)據(jù)。Keystone主要負責(zé)管理和認證OpenStack租戶、角色,并為Swift提供授權(quán)服務(wù)。Dashboard是提供給用戶訪問OpenStack云平臺Web前端界面,用戶可以使用它方便使用OpenStack云平臺的功能。

　　2 基于OpenStack的高可用系統(tǒng)插件設(shè)計

　　基于OpenStack云平臺,構(gòu)架一個自動檢測故障,并進行恢復(fù)的云平臺的插件。該插件主要從三個層次檢測故障,第一,從物理主機層,檢測物理主機運行時可能發(fā)生的故障;第二,從虛擬機層檢測虛擬機運行時可能發(fā)生的故障;第三,從虛擬應(yīng)用層,檢測虛擬機中運行的進程發(fā)生的故障。該平臺主要的思路是借用現(xiàn)有的開源云平臺OpenStack的API,包括GUI層、Scheduler調(diào)度層、邏輯層和功能層層。按照該系統(tǒng)的工作機制,該系統(tǒng)從邏輯上化分為四個模塊:感知模塊、策略模塊、執(zhí)行模塊、GUI模塊。

　　GUI層:主要用來與用戶進行交互,用戶可以通過該界面,獲得系統(tǒng)的運行狀況,其中包括:虛擬機的運行狀態(tài)、虛擬機的資源情況等,同時用戶可以通過界面控制虛擬機的運行狀況(例如停止某臺虛擬機),也可以進行一些系統(tǒng)的基本配置(比如掃描時間的設(shè)置),使得整個系統(tǒng)更靈活、更智能。

　　Scheduler調(diào)度層:主要是負責(zé)對事件隊列進行操作,是整個系統(tǒng)的核心,該層能夠保證事件有條不紊地被執(zhí)行。此外,它需要對事件隊列滿、事件隊列空等各種異常進行處理,同時保證進程同步。邏輯層:我們采取的是事件驅(qū)動機制,每個事件都有相對應(yīng)的處理對象。我們的事件主要分為三種:感知事件、策略事件、執(zhí)行事件。感知模塊響應(yīng)感知事件,策略模塊響應(yīng)策略事件,執(zhí)行模塊響應(yīng)執(zhí)行事件。

　　功能層:主要是對LibvirtAPI和OpenStack API的封裝,用來與OpenStack和Libvirt進行交互,是整個系統(tǒng)的底層,提供對上述幾層的支持。

　　3 該插件由三個模塊組成

　　感知模塊:由感知層執(zhí)行類和感知層功能類組成,負責(zé)感知整個系統(tǒng)的運行情況,感知功能類是最底層類的,提供對感知執(zhí)行類的支持。

　　目前,從三個層次進行感知,第一層是感知物理主機,主要包括物理主機電源、主機網(wǎng)絡(luò)、物理主機CPU利用率、物理主機內(nèi)存使用率、物理主機硬盤的使用情況;第二層是感知虛擬機,主要包括虛擬機狀態(tài)、虛擬機網(wǎng)絡(luò)、虛擬機CPU利用率、虛擬機內(nèi)存使用率、虛擬機磁盤的使用情況;第三層是感知虛擬應(yīng)用,主要包括虛擬應(yīng)用狀態(tài)、虛擬應(yīng)用CPU使用率、虛擬應(yīng)用內(nèi)存使用率、虛擬機應(yīng)用鏈接數(shù)、虛擬機應(yīng)用是否存在。

　　策略模塊:是由策略層執(zhí)行類和策略功能類組成。主要根據(jù)感知的結(jié)果進行處理。若感知的結(jié)果是正常的,我們將什么都不處理,若感知的結(jié)果是異常的,我們就要進行制定相應(yīng)的恢復(fù)策略。執(zhí)行模塊:主要是由執(zhí)行層執(zhí)行類和執(zhí)行功能組成。其主要負載故障的恢復(fù),針對主機,我們主要提供重啟主機、配置主機網(wǎng)絡(luò)、恢復(fù)主機上所有虛擬機、通知管理員等措施;針對虛擬機,主要由刪除虛擬機、重啟虛擬機、遷移虛擬機、配置虛擬機網(wǎng)絡(luò)、通知管理員等措施;針對應(yīng)用層,我們主要是恢復(fù)應(yīng)用、關(guān)閉進程等措施。從上面的描述,該插件模塊執(zhí)行的邏輯關(guān)系是:感知模塊觸發(fā)策略模塊,策略模塊塊觸發(fā)執(zhí)行模塊。

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