【摘要】：隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)已經(jīng)覆蓋到了各個(gè)領(lǐng)域。由于服務(wù)器發(fā)生故障會(huì)帶來(lái)一定程度的損失，因此，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的高可靠性至關(guān)重要。虛擬機(jī)狀態(tài)同步（將主虛擬機(jī)的狀態(tài)以一定方式同步到后備虛擬機(jī)）是當(dāng)前學(xué)術(shù)界普遍認(rèn)為可以提高網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器高可靠性的技術(shù)。然而，現(xiàn)存的基于虛擬機(jī)狀態(tài)同步的高可靠方案由于過(guò)分地進(jìn)行狀態(tài)同步使得性能不理想。 本文基于虛擬機(jī)同步技術(shù)提出了一種通用且高效的網(wǎng)絡(luò)高可靠解決方案——Shadow VM。Shadow VM將客戶端的請(qǐng)求數(shù)據(jù)包同時(shí)發(fā)送給主虛擬機(jī)和后備虛擬機(jī)，并比較兩個(gè)虛擬機(jī)產(chǎn)生的響應(yīng)數(shù)據(jù)包。只要后備虛擬機(jī)產(chǎn)生的響應(yīng)數(shù)據(jù)包能和主虛擬機(jī)的響應(yīng)數(shù)據(jù)包保持一致，那么Shadow VM就認(rèn)為后備虛擬機(jī)是主虛擬機(jī)的合法備份，且后備虛擬機(jī)能夠在主虛擬機(jī)發(fā)生故障后替代主虛擬機(jī)繼續(xù)向客戶端提供服務(wù)。當(dāng)兩個(gè)虛擬機(jī)產(chǎn)生的響應(yīng)數(shù)據(jù)包不一致時(shí)，Shadow VM將主虛擬機(jī)的狀態(tài)同步到后備虛擬機(jī)，以保證后備虛擬機(jī)仍然是主虛擬機(jī)的合法備份。 主虛擬機(jī)和后備虛擬機(jī)都處于活動(dòng)狀態(tài)，本文是首次實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)動(dòng)態(tài)虛擬機(jī)之間的狀態(tài)同步。通過(guò)消除一部分TCP/IP協(xié)議棧的不確定因素，Shadow VM延長(zhǎng)了兩個(gè)虛擬機(jī)產(chǎn)生相同的響應(yīng)數(shù)據(jù)包的時(shí)間。此外，通過(guò)減少同步兩個(gè)動(dòng)態(tài)運(yùn)行的虛擬機(jī)的開(kāi)銷，Shadow VM獲得了良好的性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，Shadow VM在保護(hù)Web服務(wù)器和FTP服務(wù)器時(shí)，，能夠達(dá)到30%以上的性能。Shadow VM引入的網(wǎng)絡(luò)延遲也非常小，并且，能夠在主服務(wù)器發(fā)生故障之后，在幾百毫秒之內(nèi)切換到后備服務(wù)器。
[Abstract]:With the development of Internet technology, network services have been covered in various fields. Because the failure of the server will bring some losses, the high reliability of the network server is very important. Virtual machine state synchronization (which synchronizes the state of the primary virtual machine to the backup virtual machine in a certain way) is widely regarded as the technology that can improve the high reliability of the network server. However, the existing high reliability scheme based on virtual machine state synchronization has poor performance due to excessive state synchronization. In this paper, based on virtual machine synchronization technology, a general and efficient network high reliability solution is proposed, in which Shadow VM.Shadow VM sends the request packets from the client to both the primary virtual machine and the backup virtual machine at the same time. The response packets generated by the two virtual machines are compared. As long as the response packet generated by the backup virtual machine is consistent with the response packet of the primary virtual machine, Shadow VM considers the backup virtual machine to be a legitimate backup of the primary virtual machine. And the backup virtual machine can continue to provide service to the client after the main virtual machine fails. When the response packets generated by the two virtual machines are inconsistent, Shadow VM synchronizes the state of the primary virtual machine to the backup virtual machine to ensure that the backup virtual machine is still the legal backup of the primary virtual machine. The primary virtual machine and the backup virtual machine are both active. This paper realizes the state synchronization between the two dynamic virtual machines for the first time. By eliminating some uncertainties in the TCP/IP stack, Shadow VM extends the time between the two virtual machines to generate the same response packets. In addition, Shadow VM achieves good performance by reducing the overhead of synchronizing two dynamic virtual machines. The experimental results show that, Shadow VM can achieve more than 30% performance when protecting Web server and FTP server, and the network delay caused by. Shadow VM is very small. Switch to the backup server within a few hundred milliseconds.
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TP393.09;TP302

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本文編號(hào)：2364121