雲環境中軟體服務的高可用模型與關鍵技術研究

《雲環境中軟體服務的高可用模型與關鍵技術研究》是依託北京航空航天大學，由李建欣擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：雲環境中軟體服務的高可用模型與關鍵技術研究
• 依託單位：北京航空航天大學
• 項目負責人：李建欣
• 項目類別：面上項目

項目摘要

高可用性一直都是軟體可信性的重要科學問題。如今，雲平台作為網際網路軟體運行環境已成為主流趨勢，然而由於雲環境的系統異構性、業務動態性、環境開放性等，使得各類軟硬體故障、用戶誤操作，以及惡意攻擊等頻發，對雲環境中軟體服務高可用提出極大挑戰。本項目針對雲環境故障所導致的軟體服務中斷及恢復時間長、代價大等問題，研究面向虛機服務的時空屬性高可用模型與評價方法，構建基於虛擬化技術的靈活調度、高效快照、線上遷移、快速恢復的高可用技術體系。在運行環境遷移方面，主要研究基於指令執行重放的同步機制和基於混合式記憶體的線上遷移方法；在運行環境快照方面，主要研究虛擬磁碟檔案的不停機快照與回卷機制，以及面向套用、虛擬機和虛擬網路的多尺度線上快照技術；最後在虛擬化雲平台iVIC中進行試驗和套用。本項目將為雲環境軟體服務提供高可用建模和保障技術體系，有助於提高雲環境中服務的容變、容錯能力，從而保障服務的可信可持續。

結題摘要

隨著雲計算的廣泛套用，雲環境故障所導致的軟體服務中斷問題也越來越受到人們的重視。可用性保障技術成為當前雲計算相關係統技術和套用的重要問題，已得到許多國家政府、學術界和產業界的共同關注。本項目圍繞“網路化軟體可信性”科學問題，針對雲環境故障所導致的軟體服務中斷及恢復時間長、代價大等問題，基於面向虛機服務的高可用體系結構和評價方法，構建基於虛擬化技術的監控、高效快照、線上遷移高可用技術。項目的內容包括：在虛擬機監控方面，基於虛擬機自省技術，設計並實現了一種套用於雲計算平台的虛擬機進程監控系統，提出了針對多作業系統的進程監控方法，可快速檢測多數惡意進程及操作並對惡意進程的隔離；在虛擬機遷移技術方面，主要設計了基於頁面合併技術及組播技術的虛擬機遷移方法，給出了一種資源感知的虛擬機放置策略，有效縮減了虛擬集群遷移過程中的遷移持續時間和數據傳輸量；在虛擬機快照技術方面，主要提出了基於寫時複製技術的虛擬集群線上快照方法，提出了一種適用於虛擬化環境下的網路一致性協定，有效減小了快照過程中的停機時間和網路中斷時間。基於項目所開展的理論和技術工作，依託虛擬化雲平台iVIC ，研製了基於虛擬化的高可用保障原型系統，並已與中國軟體評測中心、阿里雲開展了聯合或套用合作。 項目取得的研究成果已達到並部分超出了項目任務要求，在可用性和虛擬化領域的知名會議DSN、VEE、LISA、HPCC等國際會議共錄用、發表學術論文8篇；申請國家發明專利3項；人才培養方面，已畢業碩士3人。項目組多次應邀在國際會議SGK 2013、中日三校交流和華為北研所專家大講堂等作交流報告，並與英國Leeds大學、美國伊利諾伊理工大學和美國伯克利大學等進行了廣泛國際合作和交流。