HUAYUN高可靠热备虚拟机

相较于HA通过虚拟机故障后重启实现高可用，FT提供了更高级别的连续可用性保障。当主节点发生故障时，备用节点能够无缝接管，确保业务持续运行，无需重启虚拟机，服务不中断，实现了真正的零宕机切换体验。

1、 FT的基本原理是：主备机在初始化完成后，利用内存迁移实现内存数据同步，并通过NBD复制确保磁盘内容一致。两台设备均处于运行状态，主机的运行状态实时同步至备机。在故障切换前，备机虽持续接收更新，但所有操作结果均被丢弃，不产生实际影响，仅在主节点失效时接管服务并独立运行。

2、 在内存同步机制中，系统通过专用的迁移通道实现数据传递。迁移过程中新增了colo状态，当迁移完成时，虚拟CPU（VCPU）立即开始运行，但迁移通道仍保持连接，备机继续接收主机同步传输的内存数据。主机端在接收到网络数据包后，会生成副本并转发给备机；而备机通过TAP接口发送的网络数据包，则由重定向器引导至主机端的比较器模块。该比较器负责比对来自主机和备机的两个数据包：若内容一致，则仅将主机的数据包提交至TAP输出，同时丢弃备机的数据包；若不一致，除正常处理主机包外，还将触发一次内存checkpoint操作以实现状态同步。Checkpoint的触发条件包括定时器超时或检测到网络数据包差异两种情形。针对多网卡配置，每块网卡均需配备独立的网络代理，且各比较器与重定向器不可共享使用。尽管备机具备完整的网络接口、MAC地址和IP地址，但由于其与TAP之间的通信路径已被重定向器接管，因此既无法主动向外发送网络数据包，也无法直接接收外部网络传入的数据包，其所处理的网络输入均由主机复制并转发而来。整个网络架构的设计如附图所示。

3、 在磁盘管理方面，系统通过quorum机制确保主机读取数据时仅从本地存储获取。当主机执行写操作时，除将数据写入本地磁盘外，还会通过nbdclient将同一份数据发送至备机的server端，并写入备机的本地磁盘，从而实现冗余备份。而备机自身发起的磁盘写请求，则仅写入其本地的diskcache中，在后续数据同步过程中，这部分内容会被主动丢弃，避免干扰主备一致性。对于多磁盘配置，只需在备机端的nbdserver中添加多个设备实例，主机端则为每块磁盘分别建立对应的nbdclient连接。初始阶段，系统利用driver-mirror技术将主机磁盘的全部数据完整复制到备机，完成初始化同步，使双方磁盘状态保持一致。此后，上述运行机制持续生效，确保主备机在后续所有磁盘操作上的实时同步与数据一致性。