双机热备设计方案

('江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD综合安全预警监控系统双机热备设计方案江苏三恒科技股份有限公司JiangSuShineTechnologyCo.,Ltd版本控制日期版本说明作者2014-06-061.0初版丁伟伟2014-06-261.1修正版丁伟伟第1页共18页1江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD目录1.引言................................................................................................................51.1背景.............................................................................................................................51.2目的.............................................................................................................................51.3适用范围......................................................................................................................51.4术语和缩略语................................................................................................................52.系统应当遵循的标准或规范......................................................................................5第2页共18页2江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD3.方案一..............................................................................................................63.1热备方式......................................................................................................................63.2物理布局图...................................................................................................................63.3流程图..........................................................................................................................73.3.1主机故障转移流程图...............................................................................................73.3.2备机启动流程图......................................................................................................73.3.3心跳连接失败角色转换流程......................................................................................83.4功能设计......................................................................................................................83.4.1设定备用程序服务器...............................................................................................83.4.2程序服务器业务接管...............................................................................................83.4.3数据库服务器故障转移............................................................................................83.5非功能性需求................................................................................................................93.5.1硬件环境...............................................................................................................93.5.2软件环境...............................................................................................................93.5.3网络环境...............................................................................................................94.方案二............................................................................................................104.1热备方式....................................................................................................................104.2物理布局图.................................................................................................................104.2.1物理布局图1.......................................................................................................104.2.2物理布局图2........................................................................................................114.3流程图........................................................................................................................114.4功能设计....................................................................................................................124.4.1数据库服务故障转移.............................................................................................124.4.2通用服务故障转移................................................................................................124.5非功能性需求..............................................................................................................124.5.1硬件环境.............................................................................................................124.5.2软件环境.............................................................................................................124.5.3网络环境.............................................................................................................125.方案三............................................................................................................135.1热备方式....................................................................................................................135.2物理布局图.................................................................................................................135.3流程图........................................................................................................................145.3.1主机故障转移流程图.............................................................................................145.3.2备机开启流程图....................................................................................................155.3.3心跳连接失败角色转换流程....................................................................................165.4功能设计....................................................................................................................165.4.1设定备用程序服务器.............................................................................................165.4.2程序服务器业务接管.............................................................................................165.4.3数据同步.............................................................................................................165.4.4硬件环境.............................................................................................................175.4.5软件环境.............................................................................................................17第3页共18页3江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD5.4.6网络环境.............................................................................................................176.三种方案比较....................................................................................................177.附录....................................................................................................................................181.引言1.1背景近年煤矿业日益蓬勃发展，业内对煤矿生产的安全意识也不断的提高，特别是近年来一些煤矿的突发事故更是引起了各界的关注，所以如何能提前监测到事故的发生，减少事故伤亡成为我们努力的方向。在科技突飞猛进的当下，信息时代的到来无疑给我们开辟了新的思路针对煤矿行业的特殊性，建立煤矿监控的数据平台势在必行，而且数据的监测一定要保持实时性，连续性，这样才能真正对煤矿生产的安全作出保障。1.2目的该设计方案主要为了建立实施监控的信息服务平台，并且能够将服务器的宕机时间降到最低，最大限度的保证平台的实时性和连续性，以保障煤矿的安全生产工作。1.3适用范围本方案适用于煤矿综合安全预警监控系统的建设需求。在系统研发与实施阶段，针对平台实施性与连续性的需求，本方案将起主导性作用。第4页共18页4江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD1.4术语和缩略语综合安全预警监控系统简称监控系统；SqlServer故障转移集群简称集群；主机：主程序服务器；备机：备用程序服务器；2.系统应当遵循的标准或规范开发过程严格遵循国家标准-软件开发规范。3.方案一3.1热备方式故障设备解决方案说明数据库服务器SqlServer故障转移集群程序服务器心跳连接故障转移主备机之间建立心跳连接，由程序来控制故障转移优点：\uf0d8数据的安全性高，该种热备方式将数据库热备工作转嫁给数据库故障转移集群来完成，保证了数据库的完整性与持续性；\uf0d8从程序的复杂度来讲，该种方案还是可以接受的，程序不需要考虑数据库服务器故障的因素，只要在两个成服务器之间做故障转移即可。缺点：\uf0d8硬件成本会比较高；第5页共18页5江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD3.2物理布局图第6页共18页6江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD3.3流程图3.3.1主机故障转移流程图3.3.2备机启动流程图第7页共18页7江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD3.3.3心跳连接失败角色转换流程3.4功能设计3.4.1设定备用程序服务器程序初次启动时，需要设置该程序是主机程序还是备机程序，如果设定的是备机程序，第8页共18页8江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD则需要设定连接的主机IP；3.4.2程序服务器业务接管1）主机发生故障时，备机寻求与主机握手，达到握手次数上限或时间限制仍然握手不成功时，备机自动接管主机的所有业务，并且备机角色转换为主机；2）主机故障修复后重新开始工作时，主机（以备机角色）寻求与备机（已转换为主机角色）握手，达到握手次数上限或时间限制仍然握手不成功时，主机开启所有业务，并转换为主机角色；当主机与备机握手成功时，主机以备机角色待机；3）设定备机接管业务的条件：一是备机寻求与主机握手达到n次不成功时，备机接管业务，二是备机寻求与主机握手达到n(n≤5)分钟时，备机接管业务。这两种方式可以让用户选择。4）当业务在主备机之间成功切换之后，界面上要通知用户，后台要记录日志。5）当两台服务器同时运行时，可以手动切换两台服务器的主备机角色。6）可以设定程序服务器的优先级；当程序服务器之间心跳连接断开时，两台服务器都将已主机身份开启业务，待心跳连接恢复后，可以根据优先级切换主备机角色。3.4.3数据库服务器故障转移采用SQLServer故障转移集群服务；一个群集看上去就像是一个服务器对外提供服务，但实际上是由一组协同工作以提高服务和应用程序可用性的独立计算机组成的，这些独立计算机我们称之为群集服务器或节点。多个节点之间由物理电缆和软件连接。如果其中一个节点出现故障，另外一个节点就会通过“心跳感应”而开始提供服务；集群架设步骤请参阅：《Windows2008+SqlServer2005故障转移集群架设说明.doc》3.5非功能性需求3.5.1硬件环境主要属性详细要求应用程序服务器2台，建议双网卡数据库服务器2台以上，双网卡磁盘阵列1台3.5.2软件环境主要属性详细要求应用程序服务器WindowsServer2003/2008Enterprise数据库服务器WindowsServer2003/2008Enterprise服务器端数据库软件SQLServer2005Enterprise3.5.3网络环境主要属性详细要求第9页共18页9江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD局域网100M/1000M其它4.方案二4.1热备方式故障设备解决方案说明数据库服务器SqlServer故障转移集群程序服务器通用服务故障转移集群WCF服务宿主到专用的系统服务，将系统服务加到集群服务中优点：\uf0d8数据的安全性高，该种热备方式将数据库热备工作转嫁给数据库故障转移集群来完成，保证了数据库的完整性与持续性；\uf0d8程序服务安全性高，该方案将程序热备工作转嫁给Windows故障转移集群来完成，保证了程序运行的稳定性和持续性；\uf0d8从程序的复杂度来讲，该种方案不需要考虑程序在主备机之间切换的流程，大大降低了程序的复杂度；缺点：\uf0d8硬件成本会比较高；第10页共18页10江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD4.2物理布局图4.2.1物理布局图14.2.2物理布局图2第11页共18页11江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD4.3流程图无。4.4功能设计4.4.1数据库服务故障转移采用SQLServer故障转移集群服务；一个群集看上去就像是一个服务器对外提供服务，但实际上是由一组协同工作以提高服务和应用程序可用性的独立计算机组成的，这些独立计算机我们称之为群集服务器或节点。多个节点之间由物理电缆和软件连接。如果其中一个节点出现故障，另外一个节点就会通过“心跳感应”而开始提供服务；集群架设步骤请参阅：《Windows2008+SqlServer2005故障转移集群架设说明.doc》4.4.2通用服务故障转移将WCF宿主的系统服务架设到Windows故障转移集群中，由集群来管理故障转移工作；4.5非功能性需求4.5.1硬件环境主要属性详细要求应用程序服务器+数据库服务器2台以上，双网卡磁盘阵列1台4.5.2软件环境主要属性详细要求应用程序服务器+数据库服务器WindowsServer2003/2008Enterprise服务器端数据库软件SQLServer2005Enterprise4.5.3网络环境主要属性详细要求局域网100M/1000M其它第12页共18页12江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD5.方案三5.1热备方式故障设备解决方案说明数据库服务器程序热备两台独立的SqlServer服务器建立发布-订阅的关系，同步两台服务器的数据程序服务器心跳连接故障转移主备机之间建立心跳连接，由程序来控制故障转移优点：\uf0d8硬件投入成本低；缺点：\uf0d8数据的安全性较低，当一台服务器故障时，无法做到数据实时同步；\uf0d8存储效率低，需要程序来维护数据同步的问题，势必给程序造成额外开销。\uf0d8程序复杂度比较高，该种方案需要考虑程序在主备机之间切换的流程，另外还需要考虑主备数据库之间数据同步的工作。5.2物理布局图第13页共18页13江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD5.3流程图5.3.1主机故障转移流程图第14页共18页14江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD5.3.2备机开启流程图第15页共18页15江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD5.3.3心跳连接失败角色转换流程5.4功能设计5.4.1设定备用程序服务器程序初次启动时，需要设置该程序是主机程序还是备机程序，如果设定的是备机程序，则需要设定连接的主机IP；5.4.2程序服务器业务接管1）主机发生故障时，备机寻求与主机握手，达到握手次数上限或时间限制仍然握手不成功时，备机自动接管主机的所有业务，并且备机角色转换为主机；2）主机故障修复后重新开始工作时，主机（以备机角色）寻求与备机（已转换为主机角色）握手，达到握手次数上限或时间限制仍然握手不成功时，主机开启所有业务，并转换为主机角色；当主机与备机握手成功时，主机以备机角色待机；3）设定备机接管业务的条件：一是备机寻求与主机握手达到n次不成功时，备机接管业务，二是备机寻求与主机握手达到n(n≤5)分钟时，备机接管业务。这两种方式可以让用户选择。4）当业务在主备机之间成功切换之后，界面上要通知用户，后台要记录日志。5）当两台服务器同时运行时，可以手动切换两台服务器的主备机角色。6）可以设定程序服务器的优先级；当程序服务器之间心跳连接断开时，两台服务器都将已主机身份开启业务，待心跳连接恢复后，可以根据优先级切换主备机角色。5.4.3数据同步1）程序启动时，如果监测到多节点数据库服务器，则需要做数据同步；2）可以制定数据同步计划，该同步计划在主备机上都可以运行，备机处于待机状态时，默认开启数据同步计划；3）可以手动开启和停止数据同步计划；5.4.4硬件环境主要属性详细要求第16页共18页16江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD应用程序服务器2台，建议双网卡数据库服务器2台以上交换机1台5.4.5软件环境主要属性详细要求应用程序服务器WindowsServer2003/2008Enterprise数据库服务器WindowsServer2003/2008Enterprise服务器端数据库软件SQLServer2005Enterprise5.4.6网络环境主要属性详细要求局域网100M/1000M其它6.三种方案比较方案项目方案一（Sql集群+软热备）方案二（Sql集群+服务集群）方案三（数据同步+软热备）数据安全性高高中服务安全性中高中运行效率中高低程序复杂度中低高硬件投入高高低综合性比较良优中7.附录Windows2008+SqlServer2005故障转移集群架设说明.doc第17页共18页17江苏三恒科技集团有限公司JIANGSUSHINETECHNOLOGYGROUPCO．，LTD第18页共18页18',)