主機系統高可用

雙機熱備份方式 

在雙機熱備份方式中，主伺服器執行應用，備份伺服器處於空閒狀態，但實時監測主伺服器的執行狀態。一但主伺服器出現異常或故障，備份伺服器立刻接管主伺服器的應用。也就是目前通常所說的active/standby 方式，主要通過純軟體方式實現雙機容錯。

當前應用最廣泛的雙機熱備份軟體主要有LifeKeeper,Rose HA, DataWare和MSCS。

Rose工作模式: 

1) 雙主機通過一條TCP/IP網路線以及一條RS-232電纜線相聯 

2) 雙主機各自通過一條SCSI電纜線與RAID相聯 

3) 主機NT1為active，主機NT2為standby

4) 主機NT1處理作業和資料，主機NT2作為熱備份機 

5) 主機NT1故障後，主機NT2自動接管主機NT1的作業和資料 

6) 主機NT2同時接管NT1的主機名(Host)及網路地址(IP) 

7) 主機NT1的作業將在主機NT2上自動執行 

8) 主機NT1的客戶(client)可繼續執行，無需重新登入 

9) 主機NT1修復後，自動接管原來的作業和資料，主機NT2繼續作備份機

 

雙機互備份方式

在這種方式中，沒有主伺服器和備份伺服器之分，兩臺主機互為備份。主機各自執行不同應用，同時還相互監測對方狀況。當任一臺主機當機時，另一臺主機立即接管它的應用，以保證業務的不間斷執行。也就是目前通常所說的Active/Active方式，主要通過純軟體方式實現雙機容錯。通常情況下,支援雙機熱備的軟體都可以支援雙機互備份方式,當前應用最廣泛的雙機互備軟體主要有LifeKeeper,Rose HA, DataWare和MSCS。

以Rose 為例：

 

1) 雙主機通過一條TCP/IP網路線以及一條RS-232電纜線相聯

2) 雙主機各自通過一條SCSI電纜線與RAID磁碟陣列相聯

3) 雙主機各自執行不同的作業，彼此獨立，並相互備援

4) 主機A故障後，主機B自動接管主機A執行

5) 主機A的作業將在主機B上自動執行

6) 主機A的客戶(client)要在主機B上重新登入

7) 主機A修復後，主機B將把A的作業自動交還主機A 

8) 主機B故障時，主機A接管主機B的作業和資料

主機B修復時,主機A再將原來接管的作業和資料交還主機B。

群集併發存取方式 

在這種方式下，多臺主機一起工作，各自執行一個或幾個服務。當某個主機發生故障時，執行在其上的服務就被其它主機接管。群集併發存取方式在獲得高可用性的同時，也顯著提高了系統整體的效能。

以Windows群集（Windows Clustering）軟體為例，下圖簡要描繪了一個四節點群集的配置：

 

如果群集中的某一臺伺服器由於故障或維護需要而無法使用，資源和應用程式將轉移到可用的群集節點上。能夠為多數關鍵任務應用程式提供足夠的可用性。群集服務可以對應用程式和資源進行監控。當群集應用程式的總體負荷超出了群集的能力範圍時，可以新增附加的節點，來滿足需求的增長。

適用場合

三種工作方式，各自適合的應用場合。

? 雙機熱備方式：適用於硬體資源充足，對應用系統有嚴格高可靠性要求的企業、政府、軍隊、重要商業網站ISP/ICP或資料庫應用等使用者。這些使用者不僅保證主機系統能夠24小時提供不間斷的服務，還要求發生故障切換時，應用系統的效能和響應速度不受影響，以確保網路系統、網路服務、共享磁碟空間、共享檔案系統、程式以及資料庫的高速持續運轉。

? 雙機互備方式：適用於在確保應用不間斷執行的前提下，從投資的角度考慮，能充分的利用現有的硬體資源的使用者。這些使用者的應用要求保證業務不間斷執行，但在發生故障切換時，允許一定時間內的應用效能的降低。

? 群集併發存取方式：適用於對計算資料處理要求高的應用，其特點是實時性強、階段性資料流量大、對應用系統有嚴格高可靠性要求。這種方式需要更多的硬體投資，為企業帶來更大的可靠性和更多的任務能力。

和前面提到的兩種的高可用的計算機技術相比，群集技術並不要求所有伺服器的效能相當，不同檔次的伺服器都可以作為群集的節點。在需要執行高負載的應用任務時，可以通過臨時接入新的節點的方法，增加系統的運算和響應能力。群集技術系統可以在低成本的條件下完成大運算量的計算，具有較高的運算速度和響應能力，能夠滿足當今日益增長的資訊服務的需求。群集技術適用於以下場合：

n 大規模計算如基因資料的分析、氣象預報、石油勘探需要極高的計算效能。 

n 應用規模的發展使單個伺服器難以承擔負載。 

n 不斷增長的需求需要硬體有靈活的可擴充套件性。 

n 關鍵性的業務需要可靠的容錯機制。

對儲存系統的要求

? 雙機熱備方式：系統執行時，只有主伺服器與儲存系統進行資料交換。當發生主機故障切換時，要求儲存系統能與備份伺服器快速建立資料通道，以支援業務的快速切換。

? 雙機互備方式：系統執行時，兩臺主機需要同時對磁碟陣列進行讀寫操作，這要求儲存系統具備良好的的併發讀取操作和一定的負載均衡功能。

? 群集併發存取方式：

1、 併發處理能力

高效能群集主要依賴高效能儲存以滿足其強大的運算能力和資料的讀寫運算，但多個群集節點的資料訪問是併發的、無規律的，因此就要求儲存裝置具有很強的處理併發資料訪問能力，以使群集應用發揮最高的效能。

2、 資料共享能力

高效能群集主要利用分佈在多個節點的處理器共同計算儲存系統裡的資料。這就對儲存系統的初始容量、後期容量擴充能力提出了很高的要求。同時，多個節點的處理器能夠方便地共享相關的資料，這就要求儲存系統具備安全而高效的共享能力。

3、 大規模與可擴充套件性

隨著高效能群集系統內計算節點的數量與規模、每個網路的資料容量也在擴大。因此，中央儲存系統是否具備方便的升級途徑和巨大的可供升級容量，就成為重要的因素。如何實現線上升級、平滑過渡、現有使用者及素材的透明化處理，是儲存產品必需的功能。

4、 可管理性

一是管理操作分安全級別；二是提供清晰明確的管理介面，方便操作。避免人為誤操作，要求儲存系統的管理介面簡單明瞭，管理操作流程設計合理。

5、 高可用性

高效能群集的時效性很強，因此要求網路系統具有極高的可靠性。但是絕對的安全性是沒有的，必要的網路故障恢復時間就顯得十分重要。首先要求有較高的容錯級別，例如控制器要求高可用容錯，儲存子系統要求容錯冗餘等；其次故障恢復時間要短，儘可能做到不當機的線上恢復。

 

 

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