主流应用的服务器容错技术有三类,它们分别是:服务器群集技术、双机热备份技术和单机容错技术。它们各自所对应的容错级别是从低到高的,也就是说服务器群集技术容错级别最低,而单机容错技术级别最高。由此可知它们各自应用的行业容错级别需求也是从低到高的。本文主要介绍后两种容错技术,先来看一下双机热备份容错技术。双机热备份技术是一种软硬件结合的较高容错应用方案。该方案是由两台服务器系统和一个外接共享磁盘阵列柜(也可没有,而是在各自的服务器中采取RAID卡)及相应的双机热备份软件组成。
在这个容错方案中, *** 作系统和应用程序安装在两台服务器的本地系统盘上,整个网络系统的数据是通过磁盘阵列集中管理和数据备份的。数据集中管理是通过双机热备份系统,将所有站点的数据直接从中央存储设备读取和存储,并由专业人员进行管理,极大地保护了数据的安全性和保密性。用户的数据存放在外接共享磁盘阵列中,在一台服务器出现故障时,备机主动替代主机工作,保证网络服务不间断。
双机热备份系统采用“心跳”方法保证主系统与备用系统的联系。所谓“心跳”,指的是主从系统之间相互按照一定的时间间隔发送通讯信号,表明各自系统当前的运行状态。一旦“心跳”信号表明主机系统发生故障,或者备用系统无法收到主机系统的“心跳”信号,则系统的高可用性管理软件认为主机系统发生故障,主机停止工作,并将系统资源转移到备用系统上,备用系统将替代主机发挥作用,以保证网络服务运行不间断。
双机热备份方案中,根据两台服务器的工作方式可以有三种不同的工作模式,即:双机热备模式、双机互备模式和双机双工模式。下面分别予以简单介绍。
双机热备模式即通常所说的active/standby方式,active服务器处于工作状态;而standby服务器处于监控准备状态,服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写入(通常各服务器采用RAID磁盘阵列卡),保证数据的即时同步。当active服务器出现故障的时候,通过软件诊测或手工方式将standby机器激活,保证应用在短时间内完全恢复正常使用。典型应用在证券资金服务器或行情服务器,这是采用较多的一种模式,但由于另外一台服务器长期处于后备的状态,从计算资源方面考量,就存在一定的浪费。从上面的分析我们知道,双机热备份技术所采用的是两台配置完全一样的服务器系统,其实服务器群集方案中的容错技术也是一种多服务器容错技术。而本节所要介绍的单机容错技术则是在一台服务器实现高性能容错的,它的容错能力要远比服务器群集和双机热备份中容错能力要高,所以更加适合那些如证券、电信、金融、医疗等对容错能力特别苛刻的行业。
以往的集群系统在出现故障的情况下,需要中断服务器的运行,然后用一定的时间切换至备用的服务器上面进行运行,才能进行维修和恢复,这其中所付出的成本和带来的损失是用户最不愿意看到的。具有容错技术的容错服务器,最大的优势就在于它能够自动分离故障模块,在不中断运行的情况下,进行模块调换,对损坏的部件进行维护,并且在一切物理故障消除后,系统会自动重新同步运行,从而有效的解决了客户的后顾之忧。正因如此,具有容错技术的容错服务器,正在冲击前几年兴起的双机热备份和集群技术,越来越被人们所关注。同时,更为难得的是它可以在采用符合工业标准部件的服务器中实现(IA架构服务器),极具竞争力的成本优势,更使得容错服务器令人刮目相看。
容错服务器是通过CPU时钟锁频,通过对系统中所有硬件的备份,包括CPU、内存和I/O总线等的冗余备份;通过系统内所有冗余部件的同步运行,实现真正意义上的容错。系统任何部件的故障都不会造成系统停顿和数据丢失。很多容错系统是基于IA架构的服务器,与Windows2000完全兼容,实现以前只有在RISC系统上才能实现的容错。这种容错技术在IA服务器上的实现,将IA服务器的可靠性提高到了99999%,同时服务器的运行是不间断的。
双机热备份和容错服务器的定位稍微有些不同,这是由两者实现的可用性差别决定的。双机热备份一般可以实现999%的可用性,容错服务器却可以实现99999%的可用性。这样,双机热备份大多应用在业务连续性不是很严格的行业,比如说公安系统、部队系统或者个别的制造企业,这些行业的应用允许数据有一小段时间的中断。而如电信、金融、证券和医疗等要求高的行业则是容错服务器的天下。还要注意的一点是双机热备份与服务器群集并不一样,双机热备份通常要求两对路服务器的配置完全一样,而服务器群集则没有这方面的严格要求,这也是许多读者容易混淆的。
另外,双机热备份方式由于需要至少2台服务器,导致在软件采购( *** 作系统、中间件、双机备份软件等)、软件维护升级、系统硬件升级都需要比单机容错方式多1倍的额外投入,而且在双机备份软件出现故障后,其维修的难度较高,对客户会带来较大困难。因此虽然单机容错服务器的硬件成本高于双机备份方式的硬件投入,而其总成本(TCO)却远远低于双机备份方式的成本。但是就其灵活配置方面,双机热备份方案更具优势,许多热备份方案都是由一些系统集成商组合不同厂家服务器产品进行的,可以满足不同客户需求。但总体来说,容错服务器是未来发展的趋势。
IT168 评论试图预测 历史 上发展最快的开源项目的未来几乎是徒劳的,因为到目前为止绝对没有人能想象出这条路。从谷歌到社区其他成员的“传承”已经发展成为编配的实际标准,从来没有一个项目以这种方式获得了整个企业社区的集体支持。从CNCF成员的长名单就可以看出,无论是敌是友,支持Kubernetes不仅搁置了他们之间的分歧,也搁置了他们的竞争产品。在空前的支持、技术支持和企业精英的支持下,可以肯定地说,每个人都把鸡蛋放在了一个巨大的Kubernetes篮子里。在2019年的成功基础上,2020年的Kubernetes将会有更大的发展前景。
无服务器编排
然而,就目前的情况而言,Kubernetes和无服务器架构正处于冲突过程中。一方面,Kubernetes已经正式退出实验阶段并投入生产,另一方面,自从第一个PaaS推出以来,人们一直在为无服务器而奋斗。这让我们得出一个结论:未来肯定会出现容器、无服务器架构和Kubernetes。
问题又出现了:未来,Kubernetes将在无服务器容器中扮演什么样的角色?虽然未来总是充满未知,但编排是非常安全的选择。这是因为无服务器容器基础设施需要几年才能赶上Kubernetes,而且需要高级协调器来构建更复杂的系统。因此,跳出Kubernetes的限制并围绕其编排API进行整合是非常有意义的。此外,敏感数据和高优先级工作负载始终需要专用机器和专用硬件。
混合编排
理想的情况显然无服务器的容器执行“突发”任务,而一些重要的设备则负责维护堡垒(稳态服务)。这意味着另一种层次的混合云,它不仅包括内部基础设施和几个公共云,而且还包括无服务器架构。就目前的情况来看,虚拟kubelet是Kubernetes使用无服务器架构的方法之一。Virtual kubelet是一个开源项目,它允许Kubernetes连接到其他api,目前正通过创建一个表示无服务器基础设施的虚拟节点来集成Kubernetes和无服务器技术。Virtual kubelet保留了Kubernetes提供的所有功能,可以处理更高级别的概念,比如服务、部署、机密等等。Kubernetes和serverless之间的Knative,是一个基于Kubernetes的平台,旨在为实现无服务器类型函数提供Kubernetes-native API。
企业想要的是混合云,而Kubernetes是混合云的核心,所以指望谷歌在这个时候袖手旁观,几乎没有可能。谷歌的Anthos是一个以GKE on-prem、Istio、Velostrata等为核心的混合云平台。它与其他混合云产品的不同之处在于,Anthos提供了谷歌对Kubernetes的深入理解,甚至在容器中扎根更深。Velostrata是业界第一个由谷歌构建的Kubernetes迁移工具,Anthos还提供了配置管理、Stackdriver、GCP云互连和GCP市场。让人不得不认为这是谷歌蓄谋已久的计划,接下来要做的就是看Anthos如何实现混合/多云管理。
端到端CI / CD
在不久的将来,我们将在市场上看到更多的大型云计算企业。很多大型厂商已经开始动作,比如Amazon的AWS CodePipeline,它在向AWS服务器交付代码方面做得很好。同样,去年年底Azure将Visual Studio Team Services更改为Azure DevOps,这是一个旨在帮助用户构建端到端自动化管道的服务。其中包括五个不同的工具,分别是Azure pipeline、Boards、Artifacts、Repos和Test plan,并且附带了“任何语言、任何平台”的文档。“此外,微软去年收购了GitHub,这意味着他们将在这个领域有所行动。
Kuturenetes
因此,虽然有很多关于未来轻量级虚拟机会取代容器或无服务器容器取代Kubernetes的讨论,但企业的应用程序是多样化的,很少会出现同样规模的情况。虽然像Azure容器实例这样的无服务器基础架构是在云中运行几个容器的好方法,但是进行扩展时没办法绕开编排,企业更需要Kubernetes的强大功能。所以,未来的重点是关于如何使用Kubernetes来集中协调云中的不同工作负载,这些工作负载包括传统虚拟机、微型虚拟机、“未来”虚拟机、无服务器容器、虚拟机和裸机基础设施。
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