服务器集群关键技术专项方案.doc

服务器集群技术方案集群（Cluster）技术是发展高性能计算机一项技术。它是一组互相独立计算机，运用高速通信网络构成一种单一计算机系统，并以单一系统模式加以管理。其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗劫难性。一种集群包括多台拥有共享数据存储空间服务器，各服务器通过内部局域网互相通信。当一台服务器发生故障时，它所运营应用程序将由其他服务器自动接管。在大多数模式下，集群中所有计算机拥有一种共同名称，集群内任一系统上运营服务都可被所有网络客户使用。采用集群系统普通是为了提高系统稳定性和网络中心数据解决能力及服务能力。当前主流集群方式涉及如下几种：1. 服务器主备集群方式服务器主-备方式由一台服务器在正常运营状态提供对外服务，其他集群节点作为备份机，备份机在正常状态下不接受外部应用祈求，实时对生产机进行检测，当生产机停机时才会接管应用服务，因而设备运用率最高可达50%。主备方式集群如下图所示，节点2为正常提供服务服务器，运营各种应用（pkgA,pkgB.）,节点1平时只监控节点2状态，不对外提供服务，当节点2浮现故障时，节点1将把两个应用接管过来，并对外提供服务。图表 Error! No text of specified style in document.1主备方式集群2. 服务器互备份集群方式 多台服务器构成集群，每台服务器运营独立应用，同步作为其他服务器备份机，当主应用中断，服务将被其他集群节点所接管，接管服务节点将运营自身应用和故障服务器应用，这种方式各集群节点硬件资源均可被应用于对外服务。互备方式集群如下图所示，节点1和节点2分别运营1个或各种不同应用,但只对外提供本地主应用，两个节点之间互相进行监控，集群中任何一种节点浮现故障后，另一种节点把故障节点主应用接管过来，所有应用服务由一台服务器完毕。图表 Error! No text of specified style in document.2互备份方式集群这种方式重要缺陷在于： 由于需要重新启动数据库核心进程，无法保证数据库系统持续不间断地运营 在系统切换过程中，客户端与服务器之间数据库连接会中断，需要重新进行数据库连接和登录工作 由于数据库系统只能在一台服务器上运营，另一台服务器无法分担系统负载，事实上导致了客户投资挥霍。在有些系统中，为理解决双机负载分担问题，将应用系统人为分割为两个数据库系统，分别在两台服务器上运营。这种方式在一定限度上解决了负载分担问题，但给系统管理、记录分析等业务解决带来了诸多额外复杂性3. 服务器并行集群方式集群有多台服务器构成，同步提供相似应用，可以实现多台服务器之间负载均衡，提供大访问量应用需求，如Web访问及数据库等应用，服务器并行集群方式普通由应用系统自身（如OracleRAC、中间件负载均衡等）或外部专用服务器负载均衡设备实现。图表 Error! No text of specified style in document.3服务器并行方式集群如下是上述群集技术对比表：集群技术资源运用率故障收敛时间可靠性主备集群技术资源有效运用率低相对较慢较高互备集群技术资源有效运用率高相对较慢较高并行集群技术资源有效运用率高快高图表 Error! No text of specified style in document.4群集技术对比表Real Application Cluster(此前称作Oracle Parallel Server，OPS)用来在集群环境下实现多机共享数据库，以保证应用高可用性。同步可以自动实现并行解决及均分负载，还能实现数据库在故障时容错和无断点恢复。Real Application Cluster为大多数核心业务规定数据库环境提供了极高性能和完善纠错功能。Real Application Cluster容许集群系统或大型并行系统中各种节点共享同一物理数据库。Real Application Cluster可以自动进行负载平衡、故障修复和规划停机时间，以支持高可用性应用程序。它还明显地提高了大型数据仓库和决策支持系统性能。通过与并行查询选件结合，它还提供了节点间并行性和节点内并行性，以得到更高性能。多服务器Cluster（集群）构造，因其具备高可靠性、大容量共享磁盘支持、以及无断点故障恢复，越来越受到业界关注，越来越多硬件厂商都相继推出自己Cluster机种和机型，它已经成为硬件平台一种新发展方向。Oracle公司在1989年率先推出Parallel Server选件，以支持这种体系构造(Oracle6.2版)。随着Cluster技术自身成熟，以及Oracle对这一技术经验，Real Application Cluster当前已能支持几乎所有Cluster集群系统。在share-nothing或shared-disk模式集群系统上，Real Application Cluster均可以实现多节点共享数据库，并自动并行解决及均分负载，在数据库故障时进行容错和无断点恢复解决。Oracle提供一种通用、集成分布式锁定管理器(DLM)代替了本来，由不同操作系统厂商提供锁管理器，从而提高了在大多数工作平台上执行性能和可移植性。这些使得Oracle并行服务器运营速度明显加快。Oracle集成DLM使Oracle并行服务器可以跨平台工作。当并行服务器中某节点失效，透明应用程序容错可以把顾客自动转接到另一节点上继续运营，应用程序在顾客没有察觉状况下继续执行。这使周期性和非周期性发生故障系统增大了持续可用性。进程失效可以完全透明地转移到另一节点上去，通过恰本地配备，可以指定所有查询都在客户端进行缓存，这样它们便可以在转移后节点上重新设立。同步，还可以在没有失效时预先与容错节点建立一种连接，这样可以减少容错时在连接所花时间。Oracle不但支持第一代、第二代并行解决技术，还最先支持第三代多节点并行解决机。可以在Cluster Mode 3及MPP构造各节点上实现并行解决，均分负载。Oracle并行解决技术另一大优势在于，无论在任何平台上，从单机到并行解决机，从OLTP应用到OLAP应用，Oracle数据库均为同一核心，因而在不同平台之间应用系统可平滑移植，提高了开发效率，减少了维护费用。当前，Oracle并行服务器技术在业界处在绝对领先地位，已在全球数千个实际应用系统中运营，通过十近年不断完善和发展，其可靠性及稳定性已得到彻底检查。与双机热备份方式相比，Oracle10g Real Application Cluster 并行服务器方式有如下长处： 各服务器共享一种数据库，在正常运营时可以进行负载分担，无需考虑应用数据人为分割 并行服务器方式相应用完全透明，在应用程序设计和开发过程中也不需要进行特殊编程，简化了开发复杂限度，同步此后系统扩展也无需修改应用程序 不需要重新启动数据库核心进程，缩短了故障导致停机时间总结以上ORACLE RAC功能和特点，ORACLE RAC重要具备如下好处：1. 可伸缩性顾客或者中间层应用服务器客户，可以通过虚拟数据库服务名连接到数据库上。Oracle在集群中各种节点之间自动平衡顾客负载。不同节点上Real Application Clusters数据库实例预订所有数据库服务或者某些子集数据库服务。这使得DBA高度灵活地选定，连接到特定数据库服务特定应用程序客户与否可以连接到某些或者所有数据库节点。虽然每一种节点有一种不同物理IP地址时，应用客户仍可以在一种逻辑数据库服务名水平上进行连接。因而客户端对于不有关事情如多服务器各种地址可以毫不关怀。随着业务增长，电子商务可以从容地增长解决能力。Cache Fusion体系构造直接地运用新节点CPU和内存资源。DBA无需用手工对数据重新分区。这个长处是这种体系构造副产品，由于有透明度数据存取是Cache Fusion一项基本功能。Cache Fusion体系机构自动适应迅速变化电子商务需求及随之而来工作负荷变化。DBA也不必由于工作负荷变化而对数据进行手工重新分区。Real Application Clusters通过动态地重新分派数据库资源，从而在节点之间用最小化磁盘I/O和低延迟通信来优化运用集群系统资源。这使得Real Application Clusters可以从容实现增长应用吞吐量和优化响应时间。2. 高可用性Real Application Clusters提供了真正高可用性解决方案，核心突破是在大多数数据库恢复期间能提供完整数据库访问。这使得Real Application Clusters成为电子商务应用所规定24x7可用性最佳平台。Real Application Clusters在高可用性上在三个核心领域胜出： 提供了数据库恢复期间数据块访问 透明失效转移对最后顾客屏蔽了系统失效 N-1节点失效容错能力只要有一种数据库节点幸存，Real Application Clusters就可以提供完全数据库访问和相对不间断操作。3. 可管理性Real Application Clusters实现了真正意义上一种单系统访问数据库，它提供了从任何节点到所有磁盘设备和远程高速缓存进行无缝数据访问能力。此单系统映像延伸到所有数据库管理操作。安装、配备、备份、升级以及监控等操作只需进行一次，然后会自动发布到集群中所有节点上去。各种Oracle工具（如Oracle Universal Installer、Database Configuration Assistant以及Recovery Manager）将发现集群数据块中所有不同节点并以它们为目的分派给想得到任务。在Oracle 10gReal Application Cluster技术中，全面采用了Oracle独特Cache Fusion(缓存熔合)技术，消除了多台服务器争用数据时产生碰撞(Ping)现象，极大提高了Cluster系统可扩展性。使Cluster系统可以支持更多节点，并且数据库应用完全不需要做任何复杂修改或特殊设计就可以良好运营在Cluster系统上，并且充分发挥多节点解决性能。依照本次项目服务器系统需求，结合详细状况，咱们将针对不同业务系统采用不同集群方式，满足业务系统应用高性能和高可靠性规定。数据库服务器系统采用两台P550，通过集群技术实现双机冗余。操作系统通过HA来实现，数据库通过ORACLE RAC集群技术实现。阐明如下：一、硬件方案12、数据库服务器数量P550(8C/32G)8*4.2GHZ/32GB/2*146GB/2*HBA/2*1000兆集成网口/2*1000兆光口网卡/异步卡、心跳线/AIX6.1/HACMP双机软件/P6 550用控制台和机柜P55028204-E8AServer 1:8204 Model E8A1265AIX Partition Specify11877Op Panel Cable for Rack-mount Drawer w/3.5 DASD12146Primary OS - AIX13125Serial-to-Serial Port Cable for Rack/Rack13647146GB 15K RPM SAS Disk Drive23925Serial Port Converter Cable，9-Pin to 25-Pin145324096MB (2x2048MB) RDIMMs，667 MHz，1Gb DRAM84651Rack Indicator，Rack #1149662-core 4.2 GHz POWER6 Processor Card44986One Processor Activation for Processor Feature #496685005Software Preinstall15623Dual-Port 1Gb Integrated Virtual Ethernet Daughter Card157232-Port Asynchronous EIA-232 PCI Adapter15743SATA Slimline DVD-ROM Drive157681GB ETHERNET FIBER 2-PORT 157744 Gigabit PCI Express Dual Port Fibre Channel Adapter16458Power Cable - Drawer to IBM PDU，14-foot，250V/10A27146IBM/OEM Rack-Mount Drawer Rail Kit17360IBM Rack-mount Drawer Bezel and Hardware17707Power Supply，1700 Watt AC，Hot-swap，Base and Redundant27982PowerVM Standard88308DASD/Media Backplane for 3.5 DASD/SATA DVD/Tape19722Language Group Specify - Simplified Chinese (PRC)15313-HPOIBM Power Software HIPO15378204-E8A Routing Code1967Base OS11061OS Specify code for 6.112215IBM PowerHA 5.515000Preload15987Traditional Chinese Preinstall PII Language19210HW is Rack integrated15662-HMPIBM POWERHA Reg:3Yr1A0CVIBM POWERHA Base SWMA per proc 3Y Reg SMALL85692-A6PSystem Software11101DVD Process No Charge11404VIOS Expansion Pack12201Virtual I/O Server13435DVD/CD-ROM15692-A6PSystem Software1967AIX V6.1 Standard Edition1968AIX V6 Expansion Pack1970AIX V6 Update CD11100DVD Process Charge12215IBM POWERHA V5.513435DVD/CD-ROM15692-LOPSPO for Linux on POWER11005Process no-charge11479System p AVE x86 Media13410CD-ROM15765-AVEIBM PowerVM Lx86 for x86 Linux1B8RKPer server15765-F62IBM POWERHA V51B8NEPer Proc with 1 Year SW Maint SMALL85765-G62AIX 6 for POWER V6.11B8TBPer Processor E5 AIX 6 for POWER V6.185765-PVSPowerVM Standard Edition1B9HCPer Processor large system85773-SM3Software Maintenance for AIX，3 Year1462E5 3 Yr SWMA for AIX per Processor Reg/Ren8HMC17042-CR4HMC 1:7042-CR4 Rack-mounted Hardw.Mgmt.Console131No modem1962Hardware Management Console Licensed Machine Code v7119242GB (2x1GB) PC2-5300 CL5 ECC DDR2 Chipkill FB-DIMM 667MHz14651Rack Indicator，Rack #114767HMC CR4 Redundant Power Supply，670 W15767PCIe 1Gb Ethernet UTP 2Port16458Power Cable - Drawer to IBM PDU，14-foot，250V/10A27801Ethernet Cable，6M，Hardware Management Console to System Unit19069HMC/Server Order Linkage Indicator19722Language Group Specify - Simplified Chinese (PRC)15773-RS3Initial Software Support 3 Year1569Per Processor Software Support 3 Year17000Agreement for MCRSA1T4217014-T42Rack 1:Rack Model T421233Rack Content Specify：7316/TF3 - 1EIA1284Rack Content Specify：7042/CR4 1U1288Rack Content Specify：8204/E8A - 4EIA24651Rack Indicator，Rack #146069Front door (Black) for High Perforation (2m racks)16098Side Panel (Black)26491PDU to Wall Powercord 14，200-240V/48A，UTG0247，IEC309 63A P+N+G27188Power Dist Unit-Side Mount，Universal UTG0247 Connector19188Power Distrib Unit Specify - Base/Side Mount，Universal UTG0247 Connector19722Language Group Specify - Simplified Chinese (PRC)1二、软件方案（1）安装配备HACMP集群所需购买软件序号软件名称版本方式操作系统名数量1HACMP5.4数据库集群AIX5.31安装配备HACMP集群：本次HACMP集群提供Oracle RAC使用并行卷组和逻辑卷，虚拟ip等其她资源由Oracle CRS自行创立。上述软件配备办法，见附件。（2）ORACLE数据库所需购买软件：序号软件名称版本CPU个数方式数据库名数量1Real Application Clusters集群 10g4CPU数据库集群ORACLE1上述软件配备办法，见附件。