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高可靠集群运维系统的设计与实现

郑瑶强  
【摘要】:随着大数据、云计算时代的到来,单机系统性能难以满足海量存储,科学计算的需求,现代集群系统被广泛应用于解决高性能要求的场景。同时,现代集群系统规模日益庞大,系统内部节点的关联性日趋复杂。如何搭建自动化运维平台来有效管理集群服务,是现代集群运维领域值得研究的重要课题。首先,本文结合ONECONN平台具体集群案例,探讨集群管理的基本目标,指出集群运维系统高可靠的重要性,同时介绍了负载均衡、反向代理、服务降级等故障容灾的关键技术。其次,本文调研了常见的运维系统设计方案,结合负载均衡的思想指出集群运维系统实现过程需要考虑的三个关键性问题:(1)针对运维可视化平台的高可靠性问题,本文提出了多层负载均衡模型,既避免单机负载过重导致故障,又保证集群系统的冗余容灾。(2)针对运维中控系统的高可靠性问题,本文提出了多平台分布式中控系统模型,通过多平台互为备路的方式保障基础运维功能的高度可靠。(3)针对运维系统中数据通信安全可靠性问题,本文采用了多重加密、加密隧道的模型,避免管控数据在不信任网络的传输过程中被窃听、篡改。基于上述关键性问题的解决方案,本文从ONECONN集群运维管理的实际需求出发,设计并实现了一个高可靠集群运维的系统架构。主要分成以下几个关键模块:(1)负载均衡层由双机双工的接入层负载均衡和服务降级的反向代理业务层负载均衡的方式实现;(2)运维Web平台基于Tornado开发实现,提供管控、部署、监控等运维功能;(3)运维中控系统采用MultiMaster的Salt Stack方式部署,避免中控机单点故障;(4)数据传输模块采用AES+RC4多层加密并通过SSH加密隧道传输,安全可靠。最后,本文进一步阐述高可靠集群运维系统的具体实现过程和原理,并从负载调度、故障容灾、运维功能等维度进行了测试分析,结果表明上述架构确实能够高可靠实现集群基础运维功能。


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