OpenStack云平台的高可用设计与实现

实现高可用性是OpenStack云计算管理平台研究的重要问题之一。针对OpenStack云计算管理平台的相关服务组件运行在单节点上易导致单点故障(SPoF)的问题,结合现有多种系统高可用性解决方案,提出一种基于Pacemaker+Corosync+HAProxy+Ceph的解决方案以实现OpenStack云计算管理平台的高可用。该方案将Active-Active的双活模式、Active-Passive的主备模式及集群技术3种高可用设计模式融合在一起,通过软硬件冗余和服务实例故障转移等方式实现OpenStack云计算管理平台的高可用性。实验证明,在少量节点或链路中断的情况下OpenStack云计算管理平台仍然能够稳定运行,该高可用性方案具有可行性。

Namenode单点故障解决方案研究

针对Hadoop分布式文件系统中的Namenode单点故障问题,在研究Secondary Namenode机制、Backup Node机制和FacebookAvatar机制的基础上,提出一种Avatar改进方案。主节点向备用节点转发客户端请求,使用Zookeeper实现故障切换,从而解决Namenode的单点故障问题。利用Petri网模型在理论上证明了该方案的正确性,采用基于有限源的存储网络故障修复模型对该方案的可用性进行定量分析。实验结果表明,该方案具有不丢失数据、快速切换和故障自动恢复的特点。

OpenStack高可用分布式存储方案设计与实现

自OpenStack开源项目诞生以来,云计算技术与企业解决方案得到了飞速发展,云平台更是在企业内部大面积部署,随着规模化与集成化的高度发展,也带来一系列问题。其中单节点的稳定性与高可用性尤为重要,是保障企业持续性、高容错、高并发服务业务的关键。针对OpenStack各相关服务组件在长时间运行期间容易导致的单点故障(SPoF)问题,结合多种负载均衡、IP漂移、网络路由冗余(VRRP)、数据库集群(galera)、分布式集群(Ceph)等技术,提出一种基于OpenStack高可用平台的分布式存储方案。该方案能在单节点发生故障、网络拥堵、数据高爆发等情况下通过业务的负载均衡、服务实例故障转移、热备份和热迁移、软硬件冗余等方式实现整个分布式平台的高可用,具有测试环境和生产环境下的可行性。

针对ROS服务通信机制的软件定义改进

软件定义的本质是将不同硬件提供的功能抽象为标准的接口,用户通过使用抽象所得到的接口来使用具体的硬件功能从而满足不同的需求。ROS作为一款开源的机器人通信框架,其目标是解决机器人开发过程中代码无法复用的问题。然而在其核心通信方式的服务通信机制中却存在关于服务端的单点失效问题:若提供特定服务的节点服务端失效,则服务不可用。针对该问题,提出了一种使用软件定义范式所改进的服务通信机制模型Rosie。该模型可以在保持服务端对客户端完全透明的原有通信逻辑和优势的条件下,实现了服务通信的高可用。并且在该基础上进一步实现了对服务端的可编程管理。在设计的应用场景中,该模型对原有的服务端单点失效问题达到了预期的解决效果。更进一步,该模型在设计的过程中加入了对去中心化等特性的考虑,为未来的工作创造了必要的条件。