CN112398668B - 一种基于IaaS集群的云平台和节点的切换方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种基于IaaS集群的云平台和节点的切换方法。其中，基于IaaS集群的云平台，包括：应用程序高可用层以及数据高可用层，所述应用程序高可用层与所述数据高可用层相连。一方面，通过应用程序高可用层和数据高可用层共同配合使用，当检测到应用程序高可用层中有节点发生故障时程序的高可用，另一方面，通过部署单节点的方式即可实现集群应用的部署，提高了集群应用部署效率。

Description

一种基于IaaS集群的云平台和节点的切换方法

技术领域

本发明实施例涉及云计算技术，尤其涉及一种基于IaaS集群的云平台和节点的切换方法。

背景技术

近年来，云计算技术迅猛发展，云计算技术允许用户通过广泛存在的、便捷的网络接入到一个可动态配置的共享计算资源池(其中包括网络设备、服务器、存储、应用以及业务)，并以最小的管理代价或者业务提供者交互复杂度即可实现这些可配置计算机资源的快速发布。基于上述优势，企业需要考虑是否需要上云、如何上云等问题。

现有技术中，常规的集群应用，部署模式均为多个节点部署程序，而程序使用的后端存储可能又是一个集群，从而会形成一种集群套集群的模式。这种模式是稳固的，但是由于其复杂的组成结构导致维护成本成倍上升、部署过程十分复杂，并且当应用变的越来越多，集群也随之越来越多，这些集群应用已然进入了一种难以维护并且迁移相当困难的状态。

发明内容

本发明实施例提供一种基于IaaS集群的云平台和节点的切换方法，改变了现有集群应用部署模式，提高了集群应用部署效率，并实现了应用和存储的高可用。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于IaaS集群的云平台，所述云平台包括：应用程序高可用层以及数据高可用层，所述应用程序高可用层与所述数据高可用层相连；

所述应用程序高可用层，运行于基础设施即服务IaaS集群之上，包括多个节点；所述节点中内置有存储卷，所述节点用于通过所述存储卷，管理运行在节点上的应用程序；

所述数据高可用层，用于存储所述应用程序高可用层中，运行有应用程序的各节点的存储卷；

所述应用程序高可用层，用于在检测到故障节点时，在所述应用程序高可用层中选取新节点；从所述数据高可用层中获取与所述故障节点对应的存储卷，部署在所述新节点中；将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在所述新节点上，以使在所述故障节点上运行的应用程序转移至所述新节点上运行。

第二方面，本发明实施例提供了一种节点的切换方法，所述方法包括：

应用程序高可用层在检测到故障节点时，在所述应用程序高可用层中选取新节点；

所述应用程序高可用层从所述数据高可用层中获取与所述故障节点对应的存储卷，部署在所述新节点中；

所述应用程序高可用层将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在所述新节点上，以使在所述故障节点上运行的应用程序转移至所述新节点上运行。

本发明实施例的技术方案中，基于IaaS集群的云平台，包括：应用程序高可用层以及数据高可用层，通过应用程序高可用层和数据高可用层共同配合使用，当检测到应用程序高可用层中有节点发生故障时，在应用程序高可用层中重新选取新的节点，并从数据高可用层中获取与故障节点对应的存储卷，部署在新节点中，最终将运行于故障节点上的应用程序，重新部署在新节点上，以使在故障节点上运行的应用程序转移至新节点上运行，实现了应用程序高可用层和数据高可用层在结构上的分离，并分别实现数据以及应用程序的高可用。

附图说明

图1是本发明实施例一中的一种基于IaaS集群的云平台的结构示意图；

图2是本发明实施例二中的一种基于IaaS集群的云平台的结构示意图；

图3是本发明实施例三中的一种节点的切换方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一中的一种基于IaaS集群的云平台的结构示意图，本实施例的技术方案适用于在IaaS集群中创建高可用集群应用的情况，该基于IaaS集群的云平台包括应用程序高可用层1和数据高可用层2，应用程序高可用层1与数据高可用层2相连。

应用程序高可用层1，运行于基础设施即服务IaaS集群之上，包括多个节点；所述节点中内置有存储卷，所述节点用于通过所述存储卷，管理运行在节点上的应用程序。

其中，基础设施即服务(Infrastructure as a Service，IaaS)是云服务的最底层，主要为使用者提供一些基础资源，例如处理、储存、网络以及其它基础计算资源，可用于部署与执行操作***或应用程序，示例性的，基于IaaS集群可以为OpenStack。

本实施例中，首先在IaaS集群上创建用于承托具体业务的虚拟机集群，然后在所创建的虚拟机集群上构建应用程序高可用层1和数据高可用层2。其中，应用程序高可用层1包括多个节点，每个节点运行部署于该节点的应用程序，同时，每个节点上挂载一个存储卷，用于存储该节点中所运行的应用程序相关的数据信息，且该存储卷能够以独立于应用程序高可用层1的形式存在于相应节点中，其生命周期与所挂载的节点无关，当前节点宕机后，该数据卷并不会随之被删除，而是可以挂载到其他节点继续进行数据存储。

可选的，所述应用程序高可用层通过容器集群实现，所述数据高可用层通过存储集群实现。

可选的，所述容器集群采用Swarm或者Kubernetes。

上述两个可选的实施例中，提供了一种实现应用程序高可用层和数据高可用层的具体方式，可以采用容器集群的检测和管理多个节点的功能，来实现应用程序的高可用，同时，采用存储集群实现数据的高可用。另外，为了适应这种基于IaaS集群的云平台，当采用容器集群实现应用程序的高可用时，应当将容器集群的健康检查配置为高敏感度的，也就是说，在原有健康检查的基础之上，提供更高频率的健康检查。

其中，Swarm和Kubernetes都是集群管理工具，用于将虚拟机集群抽象为一个整体，并统一管理云平台中多个主机上的容器化应用。示例的，在集群管理工具检测到容器集群中的某个节点宕机后，可以将运行于该节点上的应用程序重新部署到其它节点继续运行。

数据高可用层2，用于存储所述应用程序高可用层1中，运行有应用程序的各节点的存储卷。

其中，数据高可用层2也是在IaaS集群中承托具体业务的虚拟机集群中建立的，是将多台设备中的存储空间聚合成一个能够给应用服务器提供统一访问接口和管理界面的存储池，数据会按照一定的规则从多台存储设备上存储和读取，充分发挥了存储设备的性能和磁盘利用率。本实施例中，数据高可用层2用于存储和读取应用程序高可用层1中各节点中挂载的存储卷，可以通过应用程序高可用层1和数据高可用层2的通信连接，实现节点中挂载的存储卷的读取和存储。

需要注意的是，本实施例中，数据高可用层2也部署于IaaS集群中承托具体业务的虚拟机集群中，在其它一些情况下，也可以将数据高可用层2独立于IaaS集群，进行单独部署。

应用程序高可用层1，用于在检测到故障节点时，在所述应用程序高可用层1中选取新节点；从所述数据高可用层2中获取与所述故障节点对应的存储卷，部署在所述新节点中；将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在所述新节点上，以使在所述故障节点上运行的应用程序转移至所述新节点上运行。

本实施例中，当应用程序高可用层1检测到正在运行某一应用程序的节点出现故障，则会重新选取一个新的节点用于取代故障节点继续运行上述应用程序，具体的，在选取了新的节点后，从数据高可用层2中读取挂载于上述故障的节点的存储卷，并将其重新挂载于所选取的新节点上，再将运行于故障节点上的应用程序重新部署到新的节点上，并在新的节点中，根据存储卷中存储的数据重新运行该应用程序，实现应用的高可用。

本发明实施例的技术方案中，基于IaaS集群的云平台，包括：应用程序高可用层以及数据高可用层，通过应用程序高可用层和数据高可用层共同配合使用，当检测到应用程序高可用层中有节点发生故障时，在应用程序高可用层中重新选取新的节点，并从数据高可用层中获取与故障节点对应的存储卷，部署在新节点中，最终将运行于故障节点上的应用程序，重新部署在新节点上，以使在故障节点上运行的应用程序转移至新节点上运行，实现了应用程序高可用层和数据高可用层在结构上的分离，从而进一步实现应用程序的高可用。

实施例二

图2为本发明实施例二中的一种基于IaaS集群的云平台的结构示意图，本实施例可适用于在IaaS集群中创建高可用集群应用的情况，在上述实施例的基础上进一步细化，对基于IaaS集群的云平台结构进行详细的解释说明。

应用程序高可用层1，运行于基础设施即服务IaaS集群之上，包括多个节点；所述节点中内置有存储卷，所述节点用于通过所述存储卷，管理运行在节点上的应用程序。

可选的，所述多个节点中具体包括：至少一个主节点11以及至少一个计算节点12；

所述主节点11，内置有代理程序111，用于通过运行所述代理程序111，将创建在所述云平台上的至少一个应用程序部署在所述主节点，和/或所述计算节点上运行。

本可选的实施例中，应用程序高可用层1中包括多个节点，而节点分为主节点11和计算节点12两类，其中，主节点11是指内置有代理程序111的节点，所述代理程序111用于在各节点中部署应用程序。示例性的，如图2所示，应用程序高可用层1中包含代理程序的节点为主节点11，计算节点B和计算节点C均为计算节点12。

可以理解的是，代理程序111仅在应用程序的部署过程中起到部署应用程序的作用，当各节点开始运行应用程序后，该代理程序111不再发挥作用，并且此时，上述主节点11也与其他计算节点12的作用相同，用于运行部署在其上的应用程序。

可选的，所述云平台还包括：至少一个用户端设备3，所述用户端设备3与所述应用程序高可用层1中的主节点11相连；

所述用户端设备3，内置有管理程序31，用于通过运行所述管理程序31，根据接收到的用户输入的应用参数，填充所述应用模板，并向所述代理程序111提供填充后的应用模板，以在所述云平台上发布至少一个应用程序；

所述代理程序111具体用于，解析所述管理程序31发送的填充后的应用模板，获得可执行代码；将所述可执行代码提供给所述应用程序高可用层1，以使所述应用程序高可用层1通过执行所述可执行代码，创建所述至少一个应用程序。

本可选的实施例中，所述云平台还包括至少一个用户端设备3，用户可以通过用户端设备3输入部署应用程序的应用参数，并将其发送至应用程序高可用层1中进行相应处理，最终实现应用程序的部署。具体的，所述用户端设备3内置有管理程序31，管理程序31根据用户输入的部署应用程序的应用参数，完善预设的应用模板，最终将包含应用参数的应用模板发送至上述主节点中内置的代理程序111，其中，应用模板是包含应用程序基本参数的配置文件，可以通过预设的驱动程序解析得到可执行代码。所述代理程序111接收到包含应用参数的应用模板后，可以通过预设的驱动程序，将所述应用模板编译为应用程序高可用层1的可执行代码，并进一步将可执行代码发送至应用程序高可用层1，应用程序高可用层1通过运行所述可执行代码在各节点中创建至少一个应用程序。

可选的，用户端设备3，还内置有Web程序32，用于接收用户输入的应用参数，并将其发送至管理程序31，以根据所述应用参数填充应用模板。

可选的，所述管理程序31和所述代理程序111通过消息队列方式进行通信连接。

可选的，所述消息队列采用RabbitMQ***。

在上述两个可选的实施例中，管理程序31可以通过消息队列的方式将上述包含应用参数的模板发送至代理程序111，例如采用RabbitMQ***。

数据高可用层2，用于存储所述应用程序高可用层1中，运行有应用程序的各节点的存储卷。

可选的，所述应用程序高可用层1的存储使用Cinder卷，同时Cinder卷使用Ceph***实现多副本存储。

可选的，所述应用程序高可用层1和所述数据高可用层2通过Rexray插件进行通信连接。

可以使用Rexray插件实现各节点所挂载的数据卷与数据高可用层Cinder卷的连接。

其中，Cinder是在虚拟机和具体存储设备之间引入的一层“逻辑存储卷”的抽象，Cinder通过调用不同存储后端类型的驱动接口来管理相对应的后端存储，为用户提供统一的卷相关操作的存储接口。Ceph是一种分布式文件***，可以实现多副本存储，也就是说，应用程序高可用层1中各节点的应用实际上使用的是一个存储卷，但是使用Ceph***可以实现存储卷的实际存储后端是多副本模式。示例性的，如图2所示，实际数据高可用层2中包含三个存储节点A、B和C，即通过Ceph***实现后端的3副本存储。

应用程序高可用层1，用于在检测到故障节点时，在所述应用程序高可用层1中选取新节点；从所述数据高可用层2中获取与所述故障节点对应的存储卷，部署在所述新节点中；将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在所述新节点上，以使在所述故障节点上运行的应用程序转移至所述新节点上运行。

本实施例的技术方案，基于IaaS集群的云平台，包括：应用程序高可用层以及数据高可用层，一方面，通过应用程序高可用层和数据高可用层共同配合使用，当检测到应用程序高可用层中有节点发生故障时，可以将运行于该节点上的应用程序重新部署到其它节点继续运行，实现应用的高可用，另一方面，部署应用程序时用户端只需要接收用户输入相关应用参数，并填充于管理程序中保存的应用模板中，最终该模板发送至应用程序高可用层主节点中内置的代理程序即可实现高可用集群应用的部署，改变了现有的集群应用部署模式，提高集群应用部署效率。

实施例三

图3为本发明实施例三中的一种节点的切换方法的流程图，本实施例的技术方案适用于在IaaS集群中创建高可用集群应用的情况，该方法可以应用于上述基于IaaS集群的云平台中，具体包括如下步骤：

步骤310、应用程序高可用层在检测到故障节点时，在所述应用程序高可用层中选取新节点。

本实施例中，应用程序高可用层在检测到正在运行某一程序的节点宕机后，确定该节点为故障节点，则从应用程序高可用层中重新选择一个新的节点来代替故障节点，以继续执行故障节点正在运行的应用程序，实现应用程序的高可用。示例性的，节点发生故障可以是节点掉电或者***崩溃等因素，本实施例对此不做具体限定。

步骤320、所述应用程序高可用层从所述数据高可用层中获取与所述故障节点对应的存储卷，部署在所述新节点中。

本实施例中，在应用程序高可用层确定代替故障节点的新节点后，可以通过RexRay从数据高可用层中获取故障节点所挂载的存储卷，并将该存储卷重新挂载到上述新节点上，以为新的节点提供上述故障节点运行的应用程序相关数据信息。

步骤330、所述应用程序高可用层将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在所述新节点上，以使在所述故障节点上运行的应用程序转移至所述新节点上运行。

本实施例中，在将故障节点对应的存储卷挂载到新的节点后，由应用程序高可用层将运行于故障节点的应用程序部署到新的节点上，以使应用程序能够继续在应用程序高可用层中运行。

可选的，所述应用程序高可用层将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在所述新节点上，以使在所述故障节点上运行的应用程序转移至所述新节点上运行，还包括：

所述应用程序高可用层将运行于故障节点上的应用程序对应的虚拟IP分派到所述新节点上；

所述应用程序高可用层采用Ingress技术，将所述故障节点对应的流量转发至所述新节点上。

其中，虚拟IP地址是不与特定计算机或计算机中的网络接口卡相连的IP地址，一个虚拟IP地址可以在当前节点故障时，交由另一个节点使用。示例性的，每个节点都有一个特定的物理IP地址，同时，还有一个虚拟IP地址，该虚拟IP地址是工作IP地址。示例性的，节点1的物理IP地址为200.10.10.1，节点2的物理IP地址为200.10.10.2，此时，有一个虚拟IP地址为200.10.10.3，当应用程序运行于节点1时，则节点1使用该虚拟IP地址，即正常工作情况下节点1的工作IP地址为200.10.10.3，当节点1发生故障时，交由节点2继续运行节点1中运行的程序，则此时，上述虚拟IP地址也会漂移到节点2上，此时，节点2的工作IP地址为200.10.10.3。

本可选的实施例中，当正在运行某一应用程序的节点发生故障后，应用程序高可用层会将该故障节点运行的应用程序部署到一个新的节点继续运行，相应的，故障节点对应的虚拟IP地址也会漂移到新的节点上，于此同时，应用程序高可用层采用Ingress技术将上述故障节点对应的流量相应转发至新的节点中，实现负载均衡。

本实施例的技术方案，应用程序高可用层在检测到故障节点时，在应用程序高可用层中选取新节点，并从数据高可用层中获取与故障节点对应的存储卷，部署在所述新节点中，最终将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在新节点上，以使在故障节点上运行的应用程序转移至新节点上运行，实现了应用程序的高可用。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种基于IaaS集群的云平台，其特征在于，包括：应用程序高可用层以及数据高可用层，所述应用程序高可用层与所述数据高可用层相连；

所述应用程序高可用层，运行于基础设施即服务IaaS集群之上，包括多个节点；所述节点中内置有存储卷，所述节点用于通过所述存储卷，管理运行在节点上的应用程序；

所述数据高可用层，用于存储所述应用程序高可用层中，运行有应用程序的各节点的存储卷；

所述应用程序高可用层，用于在检测到故障节点时，在所述应用程序高可用层中选取新节点；从所述数据高可用层中获取与所述故障节点对应的存储卷，部署在所述新节点中；将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在所述新节点上，以使在所述故障节点上运行的应用程序转移至所述新节点上运行；

其中，所述存储卷以独立于应用程序高可用层的形式存在于相应节点中，其生命周期与所挂载的节点无关，当前节点宕机后，所述存储卷不会随之被删除，而是挂载到其他节点继续进行数据存储。

2.根据权利要求1所述的云平台，其特征在于，所述应用程序高可用层通过容器集群实现，所述数据高可用层通过存储集群实现。

3.根据权利要求1所述的云平台，其特征在于，所述多个节点中具体包括：至少一个主节点以及至少一个计算节点；

所述主节点，内置有代理程序，用于通过运行所述代理程序，将创建在所述云平台上的至少一个应用程序部署在所述主节点，和/或所述计算节点上运行。

4.根据权利要求3所述的云平台，其特征在于，所述云平台还包括：至少一个用户端设备，所述用户端设备与所述应用程序高可用层中的主节点相连；

所述用户端设备，内置有管理程序，用于通过运行所述管理程序，根据接收到的用户输入的应用参数，填充应用模板，并向所述代理程序提供填充后的所述应用模板，以在所述云平台上发布至少一个应用程序；

所述代理程序具体用于，解析所述管理程序发送的填充后的所述应用模板，获得可执行代码；将所述可执行代码提供给所述应用程序高可用层，以使所述应用程序高可用层通过执行所述可执行代码，创建所述至少一个应用程序。

5.根据权利要求1所述的云平台，其特征在于，所述应用程序高可用层和所述数据高可用层通过RexRay插件进行通信连接。

6.根据权利要求1所述的云平台，其特征在于，所述应用程序高可用层的存储使用Cinder卷，同时Cinder卷使用Ceph技术实现多副本存储。

7.根据权利要求4所述的云平台，其特征在于，所述管理程序和所述代理程序通过消息队列方式进行通信连接。

8.根据权利要求2所述的云平台，其特征在于，所述容器集群采用Swarm或Kubernetes。

9.一种节点的切换方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的基于IaaS集群的云平台中，其特征在于，包括：

应用程序高可用层在检测到故障节点时，在所述应用程序高可用层中选取新节点；

所述应用程序高可用层从所述数据高可用层中获取与所述故障节点对应的存储卷，部署在所述新节点中；

所述应用程序高可用层将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在所述新节点上，以使在所述故障节点上运行的应用程序转移至所述新节点上运行；

其中，所述存储卷以独立于应用程序高可用层的形式存在于相应节点中，其生命周期与所挂载的节点无关，当前节点宕机后，所述存储卷不会随之被删除，而是挂载到其他节点继续进行数据存储。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述应用程序高可用层将运行于所述故障节点上的应用程序，重新部署在所述新节点上，以使在所述故障节点上运行的应用程序转移至所述新节点上运行，还包括：

所述应用程序高可用层将运行于故障节点上的应用程序对应的虚拟IP分配到所述新节点上；

所述应用程序高可用层采用Ingress技术，将所述故障节点对应的流量转发至所述新节点上。

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