实现容错服务器的一种常见方法是主/备份方法，在主服务器发生故障时，总是可以使用备份服务器进行接管。 备份服务器的状态必须始终保持与主服务器几乎相同，以便在主服务器发生故障时，备份服务器可以立即接管，并且以这种方式将故障隐藏在外部客户机中，不会丢失任何数据。 在备份服务器上复制状态的一种方法是几乎连续地将主服务器的所有状态(包括CPU、内存和I/O设备)的更改发送到备份。 然而，发送此状态(内存中的特定更改)所需的带宽可能非常大。
另一种可以使用更少带宽的复制服务器的方法有时被称为statemachine方法。 其思想是将服务器建模为确定性状态机，这些状态机从相同的初始状态启动，并确保它们以相同的顺序接收相同的输入请求，从而保持同步。 由于大多数服务器或服务具有一些不确定的操作，因此必须使用额外的协调来确保主服务器和备份保持同步。 但是，保持主服务器和备份同步所需的额外信息量远远小于主服务器中正在更改的状态量(主要是内存更新)。
实现协调以确保物理服务器的确定性执行是困难的，特别是在处理器频率增加的情况下。 相反，运行在管理程序之上的虚拟机(VM)是实现状态机方法的优秀平台。 VM可以被认为是定义良好的状态机，其操作是被虚拟化的机器的操作(包括它的所有设备)。 与物理服务器一样，vm也有一些不确定的操作(例如读取一个时钟时间或发送一个中断)，因此必须将额外的信息发送到备份，以确保其保持同步。 由于系统管理程序完全控制VM的执行，包括所有输入的交付，所以系统管理程序能够捕获主VM上关于不确定性操作的所有必要信息，并在备份VM上正确地重播这些操作。
因此，状态机方法可以在普通硬件上为虚拟机实现，而不需要修改硬件，允许对最新的微处理器立即实现容错。 此外，状态机方法所需的低带宽允许对主服务器和备份进行更大的物理分离。 例如，复制的虚拟机可以在跨校园分布的物理机器上运行，这比在同一建筑物中运行的vm提供了更高的可靠性。
基本的FT的设计
对于我们希望为其提供容错的给定VM(主VM)，我们在不同的物理服务器上运行备份VM，该服务器保持同步并与主虚拟机执行相同，只是有一点时间延迟。 我们说这两个vm是同步的。 VM的虚拟磁盘位于共享存储上(例如Fibre Channel或iSCSI磁盘阵列)，因此主VM和备份VM可以访问它们的输入和输出。 只有主VM通知它在网络上的存在，因此所有网络输入都进入主VM。 类似地，所有其他输入(如键盘和鼠标)都只进入主VM。
主VM接收的所有输入都通过一个称为日志通道的网络连接发送到备份VM。 对于服务器工作负载，主要的输入流量是网络和磁盘。 为了确保备份VM以与主VM相同的方式执行非确定性操作，需要传输额外的信息。 结果是备份VM总是与主VM执行相同。 但是，备份VM的输出会被系统管理程序删除，因此只有主VM产生返回给客户机的实际输出。
为了检测主VM或备份VM是否失败，我们的系统使用相关服务器之间的心跳和日志通道上的流量监控的组合。 此外，我们必须确保主VM或备份VM中只有一个接管执行，即使出现主服务器和备份服务器彼此失去通信的splitbrain情况。