双机方案盘阵以及镜像方式.docx

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双机方案盘阵以及镜像方式

双机热备解决方案

双机热备解决方案

方案分析

1、双机容错基本架构

   双机容错的目的在于保证数据永不丢失和系统永不停机，采用智能型磁盘阵列柜可保证数据永不丢失，采用双机容错软件可保证系统永不停机。

它的基本架构共分两种模式：

双机互备援（DualActive）模式和双机热备份（HotStandby）模式。

   1）双机互备援（DualActive）基本简介

   所谓双机热备援就是两台主机均为工作机，在正常情况下，两台工作机均为信息系统提供支持，并互相监视对方的运行情况。

当一台主机出现异常时，不能支持信息系统正常运营，另一主机则主动接管（TakeOver）异常机的工作，继续主持信息的运营，从而保证信息系统能够不间断的运行，而达到不停机的功能（Non-Stop），但正常运行主机的负载（Loading）会有所增加。

此时必须尽快将异常机修复以缩短正常机所接管的工作切换回忆备修复的异常机。

   切换时机（TakeOver）

●系统软件或应用软件造成服务器宕机

●服务器没有宕机，但系统软件或应用软件工作不正常

●SCSI卡损坏，造成服务器与磁盘阵列无法存取数据

●服务器内硬件损坏，造成服务器宕机

●服务器不正常关机

   2）双机热备份（HotStandby）基本简介

   所谓双机热备份就是一台主机为工作机（PrimaryServer），另一台主机为备份机（StandyServer），在系统正常情况下，工作机为信息系统提供支持，备份机监视工作机的运行情况（工作机也同时监视备份机是否正常，有时备份机因某种原因出现异常，工作机科尽早同志系统管理员解决，确保下一次切换的可靠性）。

当工作机出现异常，不能支持信息系统运营时，备份机主动接管（TakeOver）工作机的工作，继续支持信息的运营，从而保证信息系统能够不间断的运行（Non-Stop）。

宕工作机经过修复正常后，系统管理员通过管理命令或经由以人工或自动的方式将备份机的工作切换回工作机；也可以激活监视程序，监视备份机的运行情况，此时，原来的备份机就成了工作机，而原来的工作机就成了备份机。

   切换时机（TakeOver）

●系统软件或应用软件造成服务器宕机

●服务器没有宕机，但系统软件或应用软件工作不正常

●SCSI卡损坏，造成服务器与磁盘阵列无法存取数据

●服务器内硬件损坏，造成服务器宕机

●服务器不正常关机

2、双机容错的实现方法

1）集群软件+磁盘阵列柜

优点：

1.数据保存在磁盘阵列柜上，磁盘阵列的稳定性和可靠性高于服务器

2.数据独立于服务器，避免因为服务器的损坏，导致数据不可访问

3.双机切换时间会略短于镜像方式，对于数据实时性要求较高的客户适用

4.可以实现多对一的热备方式，就是多台应用主机对应一台备机的方式

5.可以实现双机互备（ACTIVE/ACTIVE模式）的方式，既两台服务器都可以运行各自的应用，并且可以成为对方的备机。

缺点：

1.增加了投资磁盘阵列柜，每两台服务器就得增加一台阵列柜，增加了硬件投资，对于数据量不是很大的客户，对于第一次的投资相对较大

2.数据只有一份，磁盘阵列成为单点，如果磁盘阵列出现问题，会对于数据会有一定的风险，条件容许的情况下，需要做冷备份。

2）集群软件+镜象卷

优点：

1.降低双机热备系统的投资成本

2.数据分别保存在各自的服务器硬盘上，避免了数据的单点故障

3.可以实现远程异地数据复制，建立简单数据容灾系统。

4.在数据量不大的情况下，镜像不会影响系统性能

5.可以实现ACTIVE/ACTIVE模式

缺点：

1.由于采用镜像方式，对于系统的资源占用要高于采用磁盘阵列的方式。

2.对于数据量比较大的客户，数据的镜像时间会比较长

3.对于实现多对一的热备方式，配置比较麻烦，并且维护成本会高于采用共享磁盘阵列的方式

　基于数据镜像技术（纯软方式）的高可用解决方案RoseMirrorHA

　　随着服务器硬件及软件的发展，服务器的性能、内部存储容量以及网络传输能力等都有了大幅度地提升。

RoseMirrorHA充分利用了服务器的内部存储和网络传输能力，实现了基于网络的实时数据镜像，提供了不需要共享存储的纯软高可用性解决方案。

它在现有的以太网络基础上，通过TCP/IP协议在两台主机之间实现数据的实时镜像，保证两台主机数据一致性；采用HA技术对主机的IP、应用程序、数据存取等进行监控和保护。

当应用程序或主机发生故障后，RoseMirrorHA将自动、快速地切换应用到备机，确保应用服务的持续可用性，保证业务的连续运行。

　　解决方案优点：

　　●　对服务器硬件配置要求不高，可以根据应用情况采用不同型号或配置。

　　●　系统切换时间短，最大程度减少业务中断的影响。

　　●　切换过程对应用程序无影响，无需重新启动或登录，做到无人值守。

　　●　不需要磁盘阵列，具有较高的性能价格比。

　　●　高效成熟的多种镜像方式，支持完全镜像、差分镜像。

　　●　最佳化的按需复制，支持自定义复制数据集。

RoseMirrorHA的数据镜像是基于文件系统之上的以字节为单位的按需复制，充分保证了系统性能和效率的最佳化。

　　●　消除备份窗口。

备份时可以使备机写入暂停或主机传输暂停，在主机应用在线持续运行的情况下，通过备机对数据进行备份操作。

　　●　支持丰富的应用配置，譬如：

Oracle,SQLServer,Sybase,Exchange等。

　　●　简洁直观的管理工具，体贴的应用配置向导支持，便于维护管理。

现状与系统简介

　　目前很多公司特别是网络公司、大型组织机构、政府部门均有五台以上的服务器，它们大多数用于WEB服务器、FTP服务器、邮件服务器、数据库服务器、内部CRM、公司ERP系统等基于TCP/IP的网络服务，这些服务均要求实时在线，不可断线或是断线后立即处理。

大多数公司均有技术精良的工程师，在服务器出现问题的时候总是可以第一时间处理得很好，，很快就可以让服务恢复正常。

但是服务器什么时候出现的故障、什么时候服务不可用了，则需要专人监视着每一台服务器。

工程师不可能24小时守候在电脑旁监视着每一台服务器的运行状态。

服务器数量少的时候还可以接受，但是服务器数量多的时候怎么办？

一会儿看看这台，一会儿看看那台？

这显然是不可行的。

　　企业最关心的问题之一是如何建立并维持网络的稳定性和运行的持续性。

于是，高可用性对于网络显得越来越重要。

事实上，如果一些关键应用一旦停止下来，所造成的损失是难以估计的。

由于网络瘫痪而影响了企业的信誉，致使客户对企业失去信任，所造成的危害是致命的。

另一方面，计算机硬件与软件都不可避免地会发生故障，这些故障有可能给企业带来极大的损失，甚至整个服务的终止，网络的瘫痪。

可见，对一些特别的企业或公司，系统的高可用性显得更为重要。

因此，必须有适当的措施来确保计算机系统提供不间断的服务，以维护系统的可用性。

　　信息系统的可用性通常在两种情况下会受到影响，一种是系统当机、错误操作和管理引起的异常失败，另一种是由于系统维护和升级，需要安装新的硬件或软件而正常关机。

高可靠性软件必须为这两种情况提供不间断的系统服务。

系统可用性基本类型

　　通常可用性系统通常可用性系统没有容错功能，也没有特殊的软件来作错误处理，系统的错误检查和恢复完全依靠系统管理员来完成。

高可用性系统：

　　高可用性系统是在冗余的通常可用性系统基础之上，运行高可靠性软件而构成。

高可靠性软件用于自动检测系统的运行状态，在一台服务器出现故障的情况下，自动地设定的服务转到另一台服务器上。

容错系统：

　　容错系统是由专用昂贵的多机系统组成，错误处理能力是计算机硬件和操作系统本身提供。

一般的应用软件也需要修改后方能在上面运行。

高可用性系统的功能：

软件故障监测与排除　　

备份和数据保护

管理站能够监视各站点的运行情况，能随时或定时报告系统运行状况，故障能及时报告和告警，并有必要的控制手段　　

实现错误隔离以及主、备份服务器间的服务切换

RoseMirrorHA如何达到信息高可用？

　　RoseMirrorHA是在实时数据镜像基础上，实现了不需要共享存储的纯软高可用性系统。

在传统高可用性系统中需要通过共享存储来实现数据的共享并提升性能，但这也增加了可用性系统的成本RoseMirro-rH通过现有的以太网络基础环境，通过TCP/IP协议，在两台主机之间实现了数据的实时镜像，不需要额外的硬件投资。

在充分利用已有资源的基础上，通过先进的软件技术，实现纯软的高可用性系统。

RoseMirrorHA硬件组成

服务器：

运行同一类型操作系统的计算机系统。

主服务器：

提供主服务的计算机系统。

但相对于其它主服务来说，主服务器也可以是备份服务器。

备份服务器：

装配某些用以恢复故障服务的硬件设备的计算机系统。

如果主服务运行正常，没有出现故障，此时，备份服务器将处于以下三种状态之一空闲·执行付服务·执行主服务。

一台备份服务器可以装备多个硬件设备，用以恢复多个故障服务;另一方面,对一些重要的服务,也可采用多个备份服务器，这样可以进一步提高冗余度,增加系统可靠性。

Clients（客户端）是指那些访问服务的计算机系统.通信连接RoseMirrorHA支持运行TCP/IP协议的

ATM·Ethernet10M/100M以太网光

私有网：

用以交换服务器心跳的网络。

它可通过一条独立的网线来传送心跳，也可采用RS－232以点对点的通信方式来传送心跳。

公有网：

供客户端访问服务的网络。

连接公有网最好的办法是用独立的网线连接，这样，客户端首先可以通过备份网络访问服务,从而提高系统的可靠性;其次,服务负载也可以由各个独立分离的网络共同承担。

数据网络：

用于主服务器传递数据到备份服务器的网络。

它可以是一条独立的网线来传递数据，也可以同私有网或公有网公有同一条网络，不过建议客户使用独立的网线传输数据。

主网络接口：

此接口是客户端访问服务的入口，客户通过一个特定的网络IP地址来识别服务.

备份网络接口：

此接口是安装在备份服务器上用来提供访问主服务的备份的网络IP地址。

如果主服务器出现故障，则备份服务器会将服务接管过来，且备份网络接口也会将原在主网络接口的IP地址接管过来。

本地的服务恢复：

在主服务器上另外安装了一个备份网络接口，用来做备份访问接口。

如果主网络接口出现故障，此备份接口将接管主I地址。

在线存储私有磁盘：

主要是用于存储操作系统及那些服务所要保护的数据。

私有磁盘可以是普通的SCSI盘，也可以是磁盘阵列，应用服务的数据会通过RoseMirrorHA的实时复制功能保证主服务器和备服务器上的数据完全一致。

RoseMirrorHA软件组成

　　RoseMirrorH软件由四个部分组成：

管理模块、代理模块、过滤驱动程序、服务模块服务模块：

是软件的灵魂和操控者，它负责执行来自管理中心的命令、传递驱动程序的复制数据、保证源数据和备份数据的一致、以及处理各种意外事件等。

它作为windows的服务或UNIXdaemon必须和驱动程序安装在同一个服务器上进行数据保护工作，而不能脱离驱动程序。

代理模块：

负责对客户应用的监控，同时把信息传递给服务模块。

针对不同的服务，RoseMirrorHA提供专门的代理模块来管理和传递服务信息，目前RoseMirrorH支持大多数应用服务，譬如Oracle、SQL、Exchange、Sybase等，如果企业有专门的服务，RoseMirrorHA提供API函数来支持企业的专业需求。

过滤驱动程序：

是软件的核心,它嵌入到操作系统的内核中处于文件系统之上，并且一直监控系统的数据IO，当遇到需要保护的数据时便把它传递到处于系统应用层的复制数据服务。

该驱动程序平时占用系统内核资源少，消耗低，不影响系统正常的运作。

管理模块：

提供给用户一个直观的，强力的集中管理复制数据的工具，通过它，用户可以实时地、清晰地了解当前数据保护的状态，服务的运行状态，以及硬件网卡等信息，同样可以通过管理中心进行创建、删除、切换任务等操作。

管理中心可以安装在远程客户端，这样用户可以远程地、同时地管理多个服务器上的数据保护。

RoseMirrorHA功能特点

　　RoseMirrorHA软件针对双机高可用性策略和企业数据相关的新需求，进行了不断的优化、提高和更新，在满足了动态数据实时复制和高可用性的基本需求外还具有许多特色的功能。

　　双机高可用性高可用性系统是指在系统运行过程中，可以将数据丢失及服务中断的可能性减小到最低程度的系统。

在这种系统中，所有引起服务中断的故障都会激活应用软件去进行错误检测、故障隔离及在线恢复等工作，此时，预先指定的备份系统会取代故障系统而接管服务，并使其正常运行，此过程对用户来说，只需在等待很短的时间后，便可继续访问该项服务了。

利用实时复制技术实现双机高可以性

　　两台服务器都连接上自己单独的磁盘或磁盘阵列，因而企业的数据存储在自己私有的磁盘空间中。

RoseMirrorHA利用实时复制技术，通过网络把企业的数据实时的复制到备份服务器，从而在备份服务器端保留了一个完整的数据备份。

当主服务器出现问题时，RoseMirrorHA会自动把主服务器上的业务停掉，因而备份服务器数据同主服务器一致，因而RoseMirrorHA自动在备份服务器端启动企业业务，从而保障业务的高可以性。

持续的数据复制

　　该功能是数据保护策略最基本的功能，也是数据保护的解决方案。

RoseMirrorHA在启动服务后，首先对要保护的数据进行初始化（对比源数据和备份数据的差异，如果存在不同，那么把不同的源数据镜像到备份端），使数据源和数据备份完全一致。

在服务运行期间，任何数据源的改动都会传递到备份数据中，从而保证任何时间点数据源和数据备份的一致性。

如果灾难情况发生，造成数据源不能使用，那么备份数据因为没有数据丢失，可以被立即使用或者用于数据源的快速恢复，这样就避免了常规定时备份会出现数据丢失的情况。

按需复制性能资源最佳化

支持自定义复制数据集

　　RoseMirrorHA支持复制数据集的定义，用户可以选择定制需要复制的目录、文件。

设置时支持使用通配符。

基于文件系统的过滤驱动

　　RoseMirrorHA的数据镜像是基于文件系统之上的，仅仅复制文件变化的部分。

RoseMirrorHA通过自身的驱动程序来监控用户指定数据集，获取变化内容进行传输处理。

这种以字节为单位的按需复制，充分保证了系统性能和效率的最佳化。

多种数据传输模式

　　RoseMirrorHA存在两种数据传输模式：

同步传输和异步传输。

同步传输顾名思义为每个数据IO在源端和备份端同时写入，其过程是，当截获到变动的数据后，驱动程序把数据传递到复制服务，复制服务再把该数据传递到异地的复制服务，当复制服务接受到异地写入成功信号后再通知驱动程序，驱动程序才释放系统资源，让系统写入下一个数据IO。

从其过程中可以看出，同步传输能够随时保持数据的一致性，但对系统和网络非常依赖，如果网络较慢，那么会降低系统IO效率乃至整个资源的效率。

异步传输顾名思义数据源和数据备份的IO不是同时写入，其过程是，复制服务在接收到来自驱动程序的数据后，把该数据扔到数据缓冲区，马上让驱动程序去接收下一数据，复制服务中的传输模块再从数据缓冲区中获得数据，把它传递到异地复制服务进行写入。

从其过程中可以看出，RoseMirrorHA接收数据和传递数据的动作是并行的，它并不影响操作系统的运行和IO操作，因而异步传输比同步传输更加有效率，但因为数据缓冲区的存在，会造成源和备份的数据一致性的延时。

低资源消耗

　　虽然RoseMirrorHA驱动嵌入内核，复制服务驻留内存，但它们一直在后台静默运行，只有当数据变动时，它才进行复制动作把数据传递到异地进行备份。

RoseMirrorHA的运作对于用户是透明，不可觉察的，应用程序可以同往常一样进行访问数据，不会有任何的延时和阻碍。

网络负载调节

　　RoseMirrorHA软件采用的是基于文件系统级别的数据保护方案，只有变动的数据才通过网络进行传输。

这种方案本身便减少了对网络带宽的占用。

但是如果应用有大量的数据IO变动，譬如oracle数据库的回滚，那么这些变动的数据在进行传输时便会增加网络负载，甚至阻碍其他网络程序的网络传输。

RoseMirrorHA软件有网络带宽设置功能，从而达到网络负载调节目的。

对于某些数据保护可以设置带宽限制，让其占用的网络不能超过限定值，这样避免对原有的网络资源造成影响。

强大的意外处理能力

　　在持续数据保护的过程中，会有各种意外发生，譬如网络断开，磁盘空间不足，服务器宕机等。

RoseMirrorHA针对这些意外进行了逐一的处理。

当数据复制期间，网络断开后，变动的复制会暂时存储于源服务器的缓冲区中，一旦网络恢复正常，缓冲区中的数据会迅速传递到异地进行备份，这样迅速保证源和备份数据的一致性，避免了再一次的效验降低系统的效率。

RoseMirrorHA程序会不断的侦测磁盘的可用空间，一旦发现可以空间不足，譬如target端备份空间已经不足，RoseMirrorHA程序会警告用户空间不足，对于严重不足，RoseMirrorHA甚至会停止该数据保护，避免系统受到伤害。

在持续数据保护期间，源数据服务器因为意外而引起非正常宕机，如果该服务器再启动，那么该数据不再进行自动保护，除非人工的启动保护。

该方案目的是配合HA软件应用，因为一旦出现上述情况，target端便会取代以前源的服务，同时备份数据将作为数据源，如果源服务再次被启动，数据保护会破坏target端的备份数据总之，RoseMirrorHA有强大的意外处理能力，处理各种意外的发生。