我们这一课讨论主从复制

复制的方式

在集群中实现复制主要通过两种方式：

• 状态转移(State Transfer)：主机(Primary)将自己所有的状态，拷贝并发送给备机(Backup)，一般是增量备份;
• 复制状态机(Replicated State Machine)：将备机视为一个确定的状态机——client 发送操作到主机，主机按顺序发送到备机，所有备机执行所有的操作，如果从同一起始状态，以相同的顺序输入相同的操作，它们的输出将是相同的。

VMware FT 使用了复制状态机的方法。

状态转移传输的可能是内存，而复制状态机传输来自客户端的操作或者其他外部事件，人们倾向于使用复制状态机的原因是，外部操作或事件通常比服务的内存状态要小。例如，如果是一个数据库，它的内存状态可能达到 GB 级别。

复制的挑战

要考虑的几个 Big Question：

• 我们要复制哪些状态?
• 主机必须等待备机备份完吗?
• 什么时候切换到备机?
• 切换时能否看到异常情况?
• 如果有个副本故障了，我们需要重新添加一个新的副本，这可能是一个代价很高的行为，因为副本可能非常大，如何提升添加新副本的速度?

让我们看看虚拟化巨头 VMware 是怎么做的。

VMware FT 论文总结


 

T 需要两台物理服务器，主机与备机保持同步，虚拟机的虚拟磁盘在共享存储上。

所有的输入(如网络、鼠标、键盘等)都会输入到主机，然后通过 Logging channel 转发到备机，对于非确定性的操作，还将发送额外的信息，确保备机以确定性的方式执行这些操作。

两台虚拟机都会执行输入操作，但只有主机的输出会返回客户端，备机的输出会被管理程序丢弃。

确定性重放(Deterministic replay)

不确定性(Non-Deterministic)事件比如虚拟中断，不确定性操作比如从处理器读取时钟周期计数器，可能会让主机和备机的运行结果不一样。

这带来三个挑战：

• 正确捕获所有输入和必要的不确定性输入来保证备机确定性执行;
• 正确在备机执行不确定性输入;
• 不降低系统的性能;

VMware 确定性重放(deterministic replay)能够捕获所有输入和可能的不确定性输入，并写到日志文件记录下来。通过读取日志文件，可以准确重放虚拟机的执行。

对于不确定性输入，必须记录足够的信

（编辑：阜新站长网）

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