双机热备技术详解,双机热备技术名词解释

('双机热备技术简介一、什么是双机热备双机热备，就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。双机热备由备用的服务器解决了在主服务器故障时服务不中断的问题，但在实际应用中，可能会出现多台服务器的情况，即服务器集群。双机热备一般情况下需要有共享的存储设备。但某些情况下也可以使用两台独立的服务器。实现双机热备，需要通过专业的集群软件或双机软件从狭义上讲，双机热备特指基于active/standby方式的服务器热备。服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写，或者使用一个共享的存储设备。在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会通过软件诊测（一般是通过心跳诊断）将standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。二、为什么要做双机热备双机热备针对的是服务器的故障。服务器的故障可能由各种原因引起，如设备故障、操作系统故障、软件系统故障等等。一般地讲，在技术人员在现场的情况下，恢复服务器正常可能需要１０分钟、几小时甚至几天。从实际经验上看，除非是简单地重启服务器（可能隐患仍然存在），否则往往需要几个小时以上。而如果技术人员不在现场，则恢复服务的时间就更长了。而对于一些重要系统而言，用户是很难忍受这样长时间的服务中断的。因此，就需要通过双机热备，来避免长时间的服务中断，保证系统长期、可靠的服务。决定是否使用双机热备，正确的方法是要分析一下系统的重要性以及对服务中断的容忍程度，以此决定是否使用双机热备。即，你的用户能容忍多长时间恢复服务，如果服务不能恢复会造成多大的影响。在考虑双机热备时，需要注意，一般意义上的双机热备都会有一个切换过程，这个切换过程可能是一分钟左右。在切换过程中，服务是有可能短时间中断的。但是，当切换完成后，服务将正常恢复。因此，双机热备不是无缝、不中断的，但它能够保证在出现系统故障时，能够很快恢复正常的服务，业务不致受到影响。而如果没有双机热备，则一旦出现服务器故障，可能会出现几个小时的服务中断，对业务的影响就可能会很严重。另有一点需要强调，即服务器的故障与交换机、存储设备的故障不同，其概念要高得多。原因在于服务器是比交换机、存储设备复杂得多的设备，同时也是既包括硬件、也包括操作系统、应用软件系统的复杂系统。不仅设备故障可能引起服务中断，而且软件方面的问题也可能导致服务器不能正常工作。三、双机热备的分类（1）基于共享存储（磁盘阵列）的方式共享存储方式主要通过磁盘阵列提供切换后，对数据完整性和连续性的保障。服务器与磁盘整列通scsi数据线连接，用户数据一般会放在磁盘阵列上，当主机宕机后，备机继续从磁盘阵列上取得原有数据。如下图所示这是传统的单存储方式，这种方式因为使用一台存储设备，往往被业内人士称为磁盘单点故障。但一般来讲存储的安全性较高。所以如果忽略存储设备故障的情况下，这种方式也是业内采用最多的热备方式。（2）全冗余（双机双存储）方式基于单台存储的传统双机热备方式，确实存在存储单点故障的情况，为实现存储冗余，存储高可用也已经越来越多的被用户接受。我们从理解上可以看出双机热备最早是为解决服务器的计划性停机与非计划性宕机的解决方案，但是我们无法实现存储的计划性停机与非计划性宕机带来的服务器停机，而存储作为双机热备中唯一存储数据的设备，它一旦发生故障往往会造成双机热备系统全面崩溃。随着科技的进步，云存储，云计算发展，对于存储热备已经进入了成熟及快速发展阶段，双机热备也随着技术的进步，进入到了没有单点故障的全冗余双机热备方式。如图：这种方式的特点在于：1、存储之间的数据复制不经过网络，而是由存储之间进行复制。2、两个存储之间的复制是完全实时的，不存在任何时间延时。3、主备存储之间的切换时间小于500ms，以确保系统存储时不产生延时。4、硬盘盘符及分区不因为主备存储之间的切换而改变。5、服务器的切换，不影响存储之间的初始化，增量同步及数据复制。6、某一存储设备的计划性停机，不影响整个服务器双机热备系统的工作。7、存储设备之间使用重复数据删除技术，完成增量同步工作。8、真正的7X24小时或切换的全冗余方案。(3)基于数据复制的方式这种方式主要利用数据的同步方式，保证主备服务器的数据一致性。基于数据复制的方式有多种方法，其性能和安全也不尽相同，其主要方法有以下几种：A、单纯的文件方式的考贝不适用于数据库等应用，因为打开的文件是不能被复制的，如果要复制必须将数据库关闭，这显然是不可以的。以文件方式的复制主要适用于WEB页的更新，FTP上传应用，对主备机数据完整性，连续性要求不高的情况下使用。B、利用数据库所带有复制功能，比如SQLServer2000或2005所带的定阅复制，这种方式用户要根据自己的应用小心使用，原因主要是：①SQLServer的定阅复制会在用户表上增加字段，对那些应用软件编程要求较高，如果在应用软件端书写时未明确指定字段的用户，而使用此功能会造成应用程序无法正常工作。②数据滞留，这个限制怕也是最要命的，因为SQLServer在数据传输过程中数据并非实时的到达主备机，而是数据先写到主机，再写到备机，如此一来，备机的数据往往来不及更新，此时如果发生切换，备机的数据将不完整，也不连续，如果用户发现已写入的数据在备机找不到，重新写入的话，则主机修复后，就会发生主备机数据严重冲突，数据库会乱掉。③复杂应用切莫使用定阅复制来做双机热备，包括数据结构中存储过程的处理，触发器和序列，一旦发生冲突，修改起来非常麻烦。④服务器性能降低，对于大一点的数据库，SQLServer2000或2005所带的定阅复制会造成服务器数据库运行缓慢。总之SQLServer2000或2005所带的定阅复制主要还是应用于数据快照服务，切莫用他来做双机热备中的数据同步。C：硬盘数据拦截，目前国际国内，比较成熟的双机热备软件通常会使用硬盘数据拦截的技术，通常称为镜像软件即Mirror软件，这种技术当前已非常成熟，拦截的方式也不尽相同。①分区拦截技术，以Pluswell热备份产品为例，他采用的是一种分区硬盘扇区拦截的技术，通过驱动级的拦截方式，将数据写往硬盘的数据提取，并着先写到备用服务器，以保证备用服务器的数据最新，然后再将数据回写到主机硬盘。这种方式将绝对保证，主备机数据库的数据完全一致，无论发生哪种切换都能保证数据库的完整性与连续性。由于采用分区拦截技术，所以用户可以根据需要在一块硬盘上划分适合大小的分区来完成数据同步工作。②硬盘拦截技术，以Symantec的Co-Standby为例，也是一种有效的硬盘拦截软件，他的拦截主要基于一整块硬盘，往往在硬盘初始化时需要消耗大量的时间。4、目前双机热备产品分类：国外产品:微软MSCSSymantecVCSLegatoNECExpressClusterLifeKeeper国内产品:中思软件ROSE：双机产品PlusWell集群软件LanderCluster集群软件EterneCluster集群软件软件的具体的参数和操作，请查看其他的相关资料。五、一典型的双机热备方案设计上图是一个典型的双机热备案例，主要是由两台惠普服务器、一个共享的磁盘阵列、两台高速光交换机组成，kvm设备用于对服务器的管理。两台服务器分别作为主从服务器，通过HP光交换机与磁盘整列柜实现连接，这样就达到数据的集中存储，统一管理。在操作系统、业务软件及数据库配置方面都是一样的，两台服务器通过一条心跳线连接，然后通过双机软件实现真正意义上的双机热备系统，如果主服务器因软件或是硬件上的问题导致不能正常提供服务的时候，从服务器就会自动识别，并且在几秒之内自动代替主服务器，进行提供服务，保证系统应用的不间断性。',)