高可用性集群方案样本.doc

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高可用性集群方案
随着网络应用的不断增多, 对网络服务的可靠性要求也越来越强。服务器系统作为整个网络系统提供服务的核心, 如果一旦有故障就会影响整个业务系统的正常运行, 给企事业单位带来无可估量的经济损失。群集备份技术是解决由软硬件引起可靠性降低的有效措施。高可靠性群集技术是用网络将两个以上的服务器连接起来, 当一台服务器停机时, 群集中的其它服务器在保证自身业务的基础上, 将停机服务器的业务接管。
在群集系统中, 最简单、 最为典型的是双机容错系统——经过软硬件的紧密配合, 将两台独立服务器在网络中表现为单一的系统, 提供给客户一套具有单点故障容错能力, 且性价比优越的用户应用系统运行平台。双机容错技术能够自动检测应用或服务器故障, 并可将其在另一台可用的服务器上快速重新启动; 而用户只会觉察到瞬间的服务暂停。双机容错技术使管理员能够快速检查所有集群资源的状态, 并轻松地将工作负载分配给集群之中的不同服务器。这对于人工负载平衡十分有用, 而且无需将重要数据和应用脱机即可对服务器进行”滚动升级”。双机容错系统的最低要求是: (a) 两台服务器经过网络互连; (b)允许每台服务器访问对方的磁盘数据; (c)专用的双机容错软件。专用软件能够提供包括故障检测、 恢复等多种服务。
为了提高系统的可靠性, 我们计划将双机容错技术应用到我们的产品系统上。主要考虑到双机容错系统有两种不同工作方式。针对不同的方式, 我们有不同的集群软件方案。下面先具体介绍一下两种不同的双机容错方式。
1． 共享磁盘阵列柜方式
共享磁盘阵列柜方式由两台同类型的服务器和一台外接磁盘柜构成, 每台服务器拥有各自的系统盘, 用来安装操作系统、 数据库软件、 应用软件和双机容错软件。两台服务器同时还拥有共享的数据盘, 即外接磁盘柜, 用来存储应用数据, 磁盘柜可做RAID 5或RAID 1级数据冗余, 保证数据的安全。按照工作方式的不同, 共享磁盘阵列柜方式还能够分为双机互备援( Dual Active) 模式和双机热备份( Hot Standby) 两种模式。特点: 共享磁盘阵列柜方式使用外接磁盘柜, 可提供海量的存储空间, 适用于需要大数据量存储的应用环境。
2镜像磁盘方式(纯软件方式):
CK
HCA
HCA
HCA
CK
CK
使用纯软件方式的软件不需要磁盘阵列柜, 它将数据存储于各自服务器内, 经过镜像引擎将数据进行实时复制, 当有故障发生时设定的服务器接管相应的工作。数据存储于不同服务器内避免了单点崩溃的可能性, 增加了数据的安全性及系统的可用性。服务器之间经过直联线连接因此服务器之间的连接受距离的限制较小。数据存储在各自服务器硬盘内, 平时服务器之间的应用各不影响, 提高了服务器正常使用时的效率。纯软件方式由于使用了镜像引擎在服务器上的软件( 包括操作系统、 数据库) 能够使用标准版而非企业版。

磁盘镜像方式, 我们能够采用集群软件Legato Co-Standby Server
Co-Standby Server是Legato公司的HA系列软件中运行于Windows平台的双机容错软件。它能够使用共享磁盘阵列柜方式、 纯软件方式两种实现用户的高可用性需求。 当前Co-standby server分为Co-Standby Server NT 、 Co-Standby Server 和Co-Standby Server Aadvanced。
CoStandby Server能够很方便地将两台WIN 服务器配置成主-备( 或主-主) 工作方式, 主机的关键应用及其数据以磁盘镜象方式镜象到备机上, 当主机系统故障、 备机无法检测到主机心跳时, 备机会自动接替主机的关键应用服务。与当前流行的其它几款双机热备份软件相比, Co-Standby Server在系统的稳定性、 与WIN 系统的整合性和数据镜象速度等方面都是最好的。
l Co-Standby Server主要特点是:
1、 使用镜像引擎技术: Co-Standby Server使用镜像引擎技术, 数据分存于两台服务器内有效的保障了数据的安全性避免了单点崩溃的可能; 实行了不停机进行维护, 系统的停顿时间减少; 正常工作时两台服务器能够看作两台独立的服务器运行不同的主应用, 增强了服务器的使用价值; 经过直联线连接使两台服务器之间能够远距离连接, 具有一定的异地容灾能力。
2、 实时的块级镜像: Co-Standby Server的块级实时镜像保证了数据在两台服务器上的完整一致性。
3、 全面的监控: Co-Standby Server从Legato AAM上增强了监控的能力, 对当前的应用包括用户自行开发的应用都能够予以保护, 对双机的硬件设备进行全面的监测( 包括网卡、 CPU占用率、 内存占用率等) , 实现对应用错误的预反应, 从而避免错误的应用。

4、 可靠、 先进的切换技术: Co-Standby Server当发现应用的服务停止时, 不是立即切换而是进行服务的试重启, 当重启( 能够自行设定重启次数) 失败后再进行切换, 保证了系统的高效运行。
5、 低廉的购买、 使用成本:
1)能够不使用磁盘阵列柜: Co-Standby Server由于不使用磁盘阵列柜, 节省了用户的硬件成本, 同时节省了硬件的维护成本。
2)低软件环境要求: Co-Standby Server运行要求的软件( 包括操作系统、 应用) 不要求是企业版, 能够是标准版, 避免了用户投资的浪费。
3)硬件无关型: Co-Standby Server不要求双机的两台服务器完全相同, 只要求两台基于Intel架构的服务器, 内存、 CPU近量相近( 有利于镜像的效率) , 磁盘技术必须相同, 因此用户能够使用已有的服务器来实现双机容错, 节省了用户在硬件方面的投资。
4)良好的扩充性: Co-Standby Server能够支持扩展镜像( 使用镜像引擎) 、 共享磁盘阵列柜实现双机容错, 因此当用户的需求增加时( 如增加服务器、 数据量增长到必须使用磁盘阵列柜) Co-Standby Server能够以很小的代价即可无缝迁移到Legato AAM, 具有良好的使用成本。
Co-Standby Server支持的应用: Microsoft SQL Server、 Microsoft IIS Server、 Microsoft Exchange Server、 Microsoft DHCP Server、 Lotus、 Oracle、 Sybase、 Informix等。当前, 最新可用的应用支持脚本, 请参见。
Co-Standby Server系列报价:
货品描述
代理价(单位: 元)
Legato Co-Standby Server NT/
30000
Legato Co-Standby Server AAdvanced
35000
Legato AAM
35000

其中Legato Co-Standby Server 主要支持win server平台, Legato Co-Standby Server Aadvanced支持win / server平台。Legato AAM支持多操作系统。

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共享磁盘阵列柜方式, 我们能够采用Microsoft 集群技术
为了向管理员提供管理企业和商业网络服务器的高级管理功能。微软公司将群集技术集成在windows NT/ / server企业版操作系统中, 将该技术分为群集服务( MSCS) 和负载平衡( NLB) 服务。虽然这两项技术都提供了提高服务器可用性和效率的解决方案, 可是这两项技术是互为补充的。
当一个服务器出现故障时, 另一个服务器则会接管该服务器负责处理的事务, 即双机容错, 而微软称该技术为MSCS( Microsoft Cluster Server) 。设计MSCS用于对访问共享驱动器阵列的多个物理服务器进行分组, 以便她们能够像单个网络服务器一样工作。客户端能够使用单个计算机名访问应用程序, 就仿佛群集是一个普通服务器。MSCS服务能够监视群集内每一个服务器或者节点的运行情况。如果其中一个服务器出现故障, MSCS会将寄存应用程序的责任转移到另一节点上。
1、 技术特点
群集软件可将两台服务器构建为相互备援, 负载分散( Dual Active) 的高可用性服务器群集, 亦支持活动服务器和备份服务器( Active/Standby) 工作方式。 
两台服务器的品牌、 型号及配置不需完全一致。
两台服务器可同时处理不同的作业( 例如: 一为Internet Server, 一为SQL Server) 。
当任一台活动服务器死机时, 其IP地址、 服务器名称及运行的作业会自动转移至另一台服务器、 客户端软件不须重新设定, 只要重新连结至原先的IP地址及服务器名称即可继续作业。 
服务器之间的作业转移可采用手动或自动方式。
两台服务器的信息交换可透过: RS232、 Ethernet或双主机磁盘阵列系统。
NT群集软件是以双NT Service形态运行, 若有一个NT Service不正常 中断, 另一个NT Service会自动重新启动该不正常中断的NT Service, 以确保NT群集软件不会成为单点失败 。
2、 系统需求
两台Intel兼容CPU的PC服务器
Windows ADVANCED操作系统
TCP/IP或NetBEUI协议
心跳侦测链路: 1个RS232接口, 1至N个Ethernet接口。
双机磁盘阵列(如 ESCORT DA系列磁盘阵列)
3、 应用支持
文件共享
Microsoft IIS(WWW, FTP, Gopher) 及BackOffice Server
关系型数据库应用(Microsoft SQL, Oracle, Sybase, DB2)
Microsoft Exchange Server, Lotus Notes Server
以NT服务为基础的软件
以TCP/IP通讯协议( IP地址) 为基础的软件
以NetBEUI通讯协议( 服务器名称) 为基础的软件
4、 工作原理
Cluster原理图

注意:
l MSCS集群服务稍微依靠硬件(存储系统必须能够支持附加在上面的多样系统)而且明确为Windows 有一个单独的微软证明.每台存储服务器配置必须在微软列出硬件兼容性名单(HCL)前,在Windows 上彻底被测试而且经过一个有力的测试过程.详见.com/hwtest.
l 每种配置-- 一个特效的RAID( 独立的磁盘的冗余) 控制器或光纤通道主机总线适配卡( HBA) 和存储RAID阵列的一个特效的服务器--必须被鉴定的独立的, 当在一个关键组成发生改变时所有的都必须重新确认, 例如一个服务器BIOS, 存储系统驱动器, 或者固件。多种服务器, 存储和集群的相互连接的组合现已彻底地被测试并已被鉴定, 在the Microsoft HCL(.com/hcl)已有一定的地位。

Microsoft Windows Server系列报价:
Microsoft® Windows Server
C11-00096
Windows Server 简体中文版( 含10个用户访问许可)
彩盒包装产品
12,270
C11-03021
开放式许可
10,785
C11-02196
2年软件升级保障
6,000
C11-03020
Windows Server 简体中文版( 含10个用户访问许可+2年软件升级保障)
开放式许可+2年软件升级保障
16,785
C10-01484
Windows Advanced Server 简体中文版( 含50个用户访问许可)
开放式许可
55,396
C10-01157
Windows Advanced Server 简体中文版( 含50个用户访问许可)
2年软件升级保障
22,041
C10-01478
Windows Advanced Server 简体中文版( 含50个用户访问许可+2年软件升级保障)
开放式许可+2年软件升级保障
77,437
Windows Server 标准版
P73-00081
Windows Server 简体中文标准版( 含10个客户端访问许可)
彩盒包装产品
12,271
P73-00296
Windows Server 简体中文标准版
开放式许可
8,597
P73-00334
2年软件升级保障
4,299
P73-00332
开放式许可＋2年软件升级保障
12,896
Windows Server 企业版
P72-00265
Windows Server 简体中文企业版
开放式许可
39,946
P72-00303
2年软件升级保障
19,973
P72-00301
开放式许可＋2年软件升级保障
59,919
其中, Windows Advanced Server 支持2个节点集群服务, Windows Server 可支持8个节点集群服务。
微软经销商联盟可参见: