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双机备份方案的介绍及案例分析

watchstort.com  佚名丨2009-12-24 11:01 标签:机房 

1.1.双机备份方案描述:现代IT技术认为,一个成功系统中数据及作业的重要性已远超过硬件设备本身,在一套完善的系统中对数据的安全及保障有着极高的要求。双机容错系统是由IBM公司提出的全套集群解决方案,结合IBM服务器产品的安全可靠性和集群技术的优点,为用户提供一个完善的系统。

1.2.双机备份方案的原理

两台服务器通过磁盘阵列或纯软件模式,连接成为互为备份的双机系统,当主服务器停机后,备份服务器能继续工作,防止用户的工作被中断。

1.3. 双机备份方案的适用范围

用户对系统的连续工作性和实时性要求较高,系统停机对系统的影响很大,造成很大的损失。

1.4.双机备份的方式及优缺点

磁盘阵列备份方式—— 两台服务器通过磁盘阵列连接起来,形成备份系统,此方法硬件投资

大,价格较贵,但系统易于安装,也相对稳定。

磁盘阵列备份模式示意图

1.5.双机备份方案

由IBM系列产品组成硬盘备份模式

主机:采用IBM X255

主机网卡:采用IBM 10/100/1000MM网卡

磁盘阵列:采用EXP300 磁盘阵列, 配制RAID 5

具体实现方法参见后面章节附图和说明

IBM X255结合EXP300磁盘阵列的双机方案

系统简述:

整个系统由两台IBM高端服务器X255和EXP 300磁盘阵列构成双机备份模式,双台服务器互为备份,当一台服务器出现问题停机时,另一台服务器能实时接管中断的工作,保证业务系统的正常运行。

EXP 300磁盘柜磁盘具有热插拔功能,具可以灵活组成RAID模式,当一块硬盘损坏,数据可以恢复,保证数据不丢失。

IBM PC 服务器双机容错系统解决方案

由于采用了双机容错的集群结构,系统具有极高的可靠性。两台服务器可以作为一个整体对网络提供服务,且相互间互为监控。集群具有一定的负载平衡功能,可将一个任务的多个进程分摊到两台服务上运行,提高系统的整体性能。当一台服务器发生故障时,其上所运行的进程及服务可以自动地由另一台服务器接管,保证网络用户的工作不受影响。同时,如果系统采用RAID技术对数据进行保护,可确保重要数据不因系统故障而造成损失。

特点:

高可靠性

支持冗余磁盘阵列

冗余电源和风扇设计

所有部件均支持热插拔

主机可各自运行自己的应用,互为备份,共享磁盘数据

高性能单块IBM ServeRAID卡数据传输带宽可达 160MB/s

数据传输I/O可达3000次/s

主机与磁盘间的距离可达20米

高可用性

可扩展性强/性能价格比高/高容错性,系统安全高效

产品介绍(略,有兴趣的朋友可以去IBM网站看看详细的介绍)

2.1 磁盘阵列备份模式介绍

概述

在双机热备的架构中,除了要考虑切换时间外,要根据每个系统的作业环境,包括网路系统是单网或是双网,数据库的安装和作业内容及用户端的设备是经由广域网路、区域网路接入不同用户有不同的需求,而要求有不同的切换模式,所以选择不同的切换模式,可以使用户端的改变达到最少的程度。EDI-HA根据不同的行业及各行业不同的需求设计多种备援模式以弹性的调适用户的最佳组合及选择。

模式---双机双网络适配器(DualEthernetAdopter)

? 双主机各自通过一条SCSI电缆线与RAID相联

? 双主机各自运行不同的作业

? 每一主机定义第一网口和第二网口

? 主机A上等一网0在故障时由第二网口接管

? 主机B上等一网0在故障时由第二网口接管

? 主机A故障后,主机B自动接管主机A的作业和数据

? 主机B同时接管A的主机名(Host)及网络地址(IP)

? 主机A的作业将在主机B上自动运行

? 主机A的客户(client)可继续运行,无需重新登录

? 主机A同样可作B的备份机

? 可进行数机双工备份和网卡的备份

软件配置

在方案中,我们采用美国ROSE公司的NT Cluster软件,作为双机热备份软件;采用台湾DFT磁盘阵列作为双机系统公用数据的存储设备。其构成如图1所示。如果其中一台服务器由于硬件或软件原因(最近国际调查显示70%的服务器故障来自软件错误)发生故障失效,另外一台服务器可在保证提供自己原有服务的同时,启动失效服务器的应用程序、文件系统、IP地址和打印机等网络资源服务从而取代其服务器功能。

美国Rose数据公司Rose HA for NT双机热备软件。Windows NT平台下的双机热备份软件,广泛用于金融、电信、政府等部门的核心业务。备受业界推崇的优秀产品。

Rose HA产品经过了许多大型项目的考验,诸如福建、重庆等地的邮电97,外经贸部、宝钢等等,是一套成熟、稳定、可靠的产品。

目前Rose NT Cluster及其OEM产品占有中国市场NT平台HA软件的大部分市场份额。

通过GUI,可以实时地观测到系统的状态,进行failover、take Over等操作。

美国Rose公司在中国设有办事处,对广大的中国用户提供强有力的技术支持

例:证券行业双机热备解决方案

在证券行业中,证券交易及行情服务器是其中的核心部分,在运行的过程中,即使很短的停机时间都会对交易所造成极大的损失。所以,在证券中的服务器的高可用性具有极大的意义。

服务器的高可用性对硬件及软件都有很大的要求,一般需要服务器本本身具有很大的稳定性。普通的做法是增加服务器本身的电源及磁盘的冗作,使服务器具有更高的稳定性及可用性。但是普通的具电源及磁盘冗余的服务器在实际应用中是无法很好地完成它的高可用性,往往因为服务器其它的硬件故障及网络或软件的原因而造成服务器的停机还是经常的出现。所以需要近切地提出更好的解决方案,华强双机热备的解决方案就是在顺应解决更高的可用性而出现。双机热备正是弥补这一环境的一个比较好的方案,在保证数据安全的前据下,当系统(一台服务器)停机时,另一台服务器马上可以切换过去,保证了系统的正常运转。

1、NOVELL平台HA Server群集系统

本系统为一个计算机容错系统,主要硬件配置为两台服务器,一台磁盘阵列柜,网络协议为IPX,机房内部为100/1000BASE-T以太网。操作系统为Novell Netware4.11,容错软件为美国Novell公司HA Server容错软件包。

两台服务器通过IPX以太网网络相连,并通过SCSI/光纤电缆分别接到容错磁盘阵列柜上,磁盘阵列当前配备冗量为4x9.1GB,作为两台服务器的共享数据存储设备,在两台服务器上,分别安装Novell Netware4.11及HA Server容错软件包。应用的数据(诸如卫星库、钱龙分析软件库安装在磁盘阵列柜上。

当一台服务器系统发生故障时,HA Server群集系统另一台服务器会立即承担发生故障服务器的工作,将共享卷、NDS权限、Netware用户数和文件共享等进行迁移,从而保证整个群集系统作业运行的连续性。当发生故障服务器修复重新加入HA Server群集系统后,自动恢复到初始的正常状态。

此种方案为营业部提供一个安全级别较高的平台环境,真正实现计算机系统服务器99.99%的高容错,这样就大大减轻了系统的压力,使用户网络系统的吞吐能力和安全容错能力有了质的改变。 (系统示意图)

2、NT/WIN2000平台上SQL Server应用的双机热备份方案选型

用户目前采用的是比较典型的MS SQL Server应用软件,国内大多数企业中的应用软件也都是基于NT + SQL Server的类型。截止目前,基于NT + SQL Server关键应用的双机热备援(或称双机容错)解决方案有多种,且都有成功的应用实例。

目前较常用的双机热备援方案按产品分类为:

A.微软的集群方案:Microsoft Cluster Server

B.VINCA: Standby/Co-Standby Server for Windows NT

C.Veritas cluster server for Windows NT

D.CA replication

双机热备援方案按实现方式分类为:

1. 通过共享SCSI/光纤总线方式:需要一台外置的共享磁盘柜(或共享磁盘阵列柜),用于存放所有的SQL Server交易数据。双机中的主机可以访问磁盘柜,主机发生故障时由备份机控制和访问磁盘柜。

2. 通过软镜像方式:主机和备份机上各有一个数据分区,由容错软件通过双机内部网络(心跳线)将这两分区镜像。主机控制此两个分区,当发生数据写操作时,主机将数据在本地和备份机上各写一份,这样主、备机硬盘上各有一套完全同步的交易数据。

有些产品可采用共享SCSI总线/SAN和软镜像两种方式实现双机方案,如VINCA。有些产品只能采用共享SCSI总线/SAN方式实现双机方案,如微软的集群方案。

以共享SCSI总线/SAN方式实现的双机方案需要额外购置一台磁盘柜或磁盘阵列柜,通过两根SCSI线缆/光纤分别与两台服务器相连。由于此种方式的双机系统只保存一份数据,且存放在外置磁盘柜中,因此外置磁盘柜可能成为单一故障点。为了提高数据安全性,需要在外置磁盘柜上配置双电源、双控制器、硬盘配置成RAID容错级别,且各个部件最好是可热拔插的,这样就加大了硬件的投资。此种双机方案虽然费用高,但性能较好,比较适合具有大型数据库的关键应用系统。

以软镜像方式实现的双机方案配置灵活,经济实用,比较适合企业关键数据的应用规模。只要备份服务器的性能配置选择得当,备份机不会拖累主服务器,双机系统正常运行时的整体性能仍接近主服务器的性能。

【编辑推荐】

  1. 双机热备方案的技术特点大纲
  2. 双机热备解决方案在实现中需要考虑的因素
  3. 双机热备技术在实施中的方案选择
  4. 双机热备份技术在方案中的应用实例
  5. 双机热备与集群软件在实际应用中的差别

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