三木聯(lián)合數(shù)據(jù)保護*——NEC ExpressCluster

時間：2012-12-05作者：北京三木聯(lián)合信息技術(shù)瀏覽：9

 

NEC  ExpressCluster? X 3.0  純軟熱備方式簡介

1      概述

信息化建設(shè)的不斷推進，各個企事業(yè)單位的活動越來越多的依賴于其關(guān)鍵的業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)，這些業(yè)務(wù)信息系統(tǒng)對整個機構(gòu)的運營和發(fā)展起著至關(guān)重要的作用，一旦發(fā)生宕機故障或應(yīng)用停機，將給機構(gòu)帶來**的經(jīng)濟損失。

     可見，對那些需要**信息安全和提供不間斷的信息服務(wù)的機構(gòu)來說，業(yè)務(wù)系統(tǒng)的容錯性和不間斷性顯得尤為重要。如何**各種關(guān)鍵應(yīng)用持續(xù)運營，達到永續(xù)經(jīng)營的良性循環(huán)，已成為當今企事業(yè)單位和IT領(lǐng)域急需解決的關(guān)鍵問題。

2  軟件功能簡介

薈萃NEC技術(shù)精華的EXPRESSCLUSTER是一款**的高可用集群軟件產(chǎn)品(雙機熱備集群軟件)，可為您提供Windows和Linux平臺上完整的高可用性解決方案。當集群中的某個節(jié)點由于軟件或硬件原因發(fā)生故障時，集群系統(tǒng)可以把IP、客戶業(yè)務(wù)等資源切換到其他健康的節(jié)點上，使整個系統(tǒng)能連續(xù)不間斷的對外提供服務(wù)，從而為機構(gòu)24x365的關(guān)鍵業(yè)務(wù)提供了**的**，達到了系統(tǒng)99.999%的高可用性和**性。

NEC  ExpressCluster? X 3.0  語言支持：中文、英文、日文。

NEC  ExpressCluster? X 3.0  較大節(jié)點數(shù)：

支持2~32節(jié)點

NEC  ExpressCluster? X 3.0  配置信息備份：集群配置信息可以導(dǎo)入、導(dǎo)出。配置好NEC軟件之后可以選擇導(dǎo)出配置文件保存，如果出現(xiàn)系統(tǒng)宕機，*重新配置NEC軟件，即可恢復(fù)集群，可以通過導(dǎo)入配置文件，**建立雙機系統(tǒng)；對于系統(tǒng)更改主機名，IP地址等相應(yīng)的信息，只需簡單操作就可以完成NEC軟件系統(tǒng)的修改。

NEC  ExpressCluster? X 3.0  報警功能：不僅有event log輸出、AlertView顯示、還支持手機短信、Email、旋轉(zhuǎn)燈方式的通報功能。

NEC  ExpressCluster? X 3.0  BS架構(gòu)管理工具：

實現(xiàn)了Windows和Linux兩個平臺上的產(chǎn)品的管理接口的統(tǒng)一。*屏蔽了平臺差異性。

只要有瀏覽器和Java運行環(huán)境，任何一臺機器都可以進行監(jiān)控，維護和配置操作。

可以在一個頁面上同時顯示多個集群的狀態(tài)， 無論是Windows集群還是Linux集群，一目了然。

NEC  ExpressCluster? X 3.0  日志收集功能：提供log自動收集工具，可在管理控制臺自動收集所有集群服務(wù)器的日志信息，并且可供收集的log種類豐富，除了EC本身的內(nèi)部日志以外，還可收集系統(tǒng)日志、注冊表信息、系統(tǒng)診斷報告等等

NEC  ExpressCluster? X 3.0 故障監(jiān)視功能：可以對主機的網(wǎng)卡、本地磁盤、存儲、應(yīng)用程序、進程、服務(wù)、操作系統(tǒng)、服務(wù)器自我監(jiān)視等。當主機發(fā)生任何故障后， NEC  ExpressCluster? X 3.0將自動、**的把主服務(wù)器上的所有資源切換到備服務(wù)器上，確保應(yīng)用程序持續(xù)可用性，**公司業(yè)務(wù)的持續(xù)運行。

NEC  ExpressCluster? X 3.0 的集群結(jié)構(gòu)： 共享磁盤型、數(shù)據(jù)鏡像型、共享磁盤鏡像型、虛擬平臺集群、無磁盤型、共享和鏡像共存型、NAS型。

NEC  ExpressCluster? X 3.0 的運行方式支持： Active/Standby 、Active/Active、N+1備份、M+N備份和遠程集群：

Active/Standby：其中一臺服務(wù)器作為 Active 主機，運行重要的應(yīng)用程序，向客戶端提供各種應(yīng)用服務(wù)，另一臺服務(wù)器作為備機，實時監(jiān)控 Active 主機運行情況，只有當 Active 主機發(fā)生故障后，備機才接管 Active 主機上的應(yīng)用服務(wù)。

 Active/Active ：每臺主機上運行各自的應(yīng)用程序。服務(wù)器在運行自身的應(yīng)用服務(wù)時，同時也是另一臺主機的備機，即兩臺主機互為備機。

N+1備份：有N臺主服務(wù)器上運行各自的應(yīng)用程序，1臺服務(wù)器做為這N臺主服務(wù)器的備服務(wù)器；當有任何一臺主服務(wù)器發(fā)生故障，這臺備服務(wù)器就會接管此主服務(wù)器上的應(yīng)用程序。

M+N備份：有M臺主服務(wù)器上運行各自的應(yīng)用程序，N臺服務(wù)器做為這M臺主服務(wù)器的備服務(wù)器；當有任何一臺主服務(wù)器發(fā)生故障，這N臺備服務(wù)器中對應(yīng)的那臺應(yīng)用服務(wù)器就會接管此主服務(wù)器上的應(yīng)用程序。

遠程集群：兩座城市之間對應(yīng)用程序做高可用保護，只有一座城市的應(yīng)用服務(wù)器運行此應(yīng)用程序，當此應(yīng)用程序出現(xiàn)故障，另一座城市的服務(wù)器馬上接管此應(yīng)用程序。

NEC  ExpressCluster? X 3.0 解決方案：雙機雙柜（數(shù)據(jù)鏡像型）、雙機單柜（共享磁盤型）、雙機無柜（數(shù)據(jù)鏡像型\無磁盤型）、多機單柜（共享型）等等。

NEC  ExpressCluster? X 3.0  支持的操作系統(tǒng)：windows、linux等等。

NEC  ExpressCluster? X 3.0  支持的數(shù)據(jù)庫：oracle、mssql、sql server、DB2、sybase等等。

NEC  ExpressCluster? X 3.0  支持的應(yīng)用程序：如web、his、lis、pacs、erp、收費、語音、視屏等等，所有的應(yīng)用程序都支持。

3   集群系統(tǒng)介紹

HA (High Availability)集群

一般提升系統(tǒng)可用性時，會認為對構(gòu)成系統(tǒng)的組件進行冗余化，消除Single Point of Failure 是重要的。所謂Single Point of Failure 指的是計算機的構(gòu)成要素(硬件的組件)因為只有一個，所以該處發(fā)生故障時會有使業(yè)務(wù)停止的弱點。所謂HA 集群是使用多臺節(jié)點進行冗余化操作、將系統(tǒng)停止時間控制在較小限度，提升業(yè)務(wù)可用性(availability)的集群系統(tǒng)。

某些骨干業(yè)務(wù)系統(tǒng)等的宕機會給業(yè)務(wù)帶來很大影響，因此此類系統(tǒng)不允許停止，需要導(dǎo)入HA 集群。

圖 2-1 HA 集群構(gòu)成圖

HA 集群可分為共享磁盤型和鏡像磁盤型。以下開始逐一進行說明。

a)     共享磁盤型

集群系統(tǒng)中服務(wù)器間**要交接數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)從多個服務(wù)器放到象以SAN 連接的FibreChannel 磁盤陣列裝置這樣可以訪問的外置磁盤（共享磁盤）上，通過該磁盤在服務(wù)器間交接數(shù)據(jù)即稱為共享磁盤型集群系統(tǒng)。

運行業(yè)務(wù)應(yīng)用程序的服務(wù)器(當前服務(wù)器)發(fā)生故障時，集群系統(tǒng)查出故障并在交接業(yè)務(wù)的服務(wù)器(待機服務(wù)器)中自動運行業(yè)務(wù)應(yīng)用程序，交接業(yè)務(wù)。這稱為失效切換。集群系統(tǒng)交接的業(yè)務(wù)由磁盤、IP 地址、應(yīng)用程序等資源構(gòu)成。

在沒有集群化的系統(tǒng)中使用其它服務(wù)器重啟應(yīng)用程序時，客戶端**再次連接不同的IP 地址。但是多數(shù)的集群系統(tǒng)里不是以業(yè)務(wù)為單位給服務(wù)器分配IP，而是分配其他網(wǎng)絡(luò)的IP地址(虛擬IP 地址)。因此客戶端沒必要去區(qū)分正在執(zhí)行業(yè)務(wù)的是當前服務(wù)器還是待機服務(wù)器，如同連接同一個服務(wù)器一樣，可以持續(xù)的運行業(yè)務(wù)。

由于當前服務(wù)器宕機發(fā)生失效切換時，共享磁盤上的數(shù)據(jù)沒有進行妥當?shù)慕Y(jié)束處理就交接給待機服務(wù)器。因此待機服務(wù)器中有必要對交接的數(shù)據(jù)進行邏輯檢查。這與一般未集群化的系統(tǒng)宕機后重啟時進行的處理是一樣的。例如，如果是數(shù)據(jù)庫就需要回滾及前滾的處理。由此客戶端僅運行未提交的SQL 文就可以繼續(xù)業(yè)務(wù)。

故障發(fā)生后，被查出故障的服務(wù)器經(jīng)過物理隔離修復(fù)后、只要連接集群系統(tǒng)就可以作為待機服務(wù)器恢復(fù)運行。重視業(yè)務(wù)連續(xù)性的實際操作中，也可以不進行組的故障恢復(fù)。如果**要在原來的服務(wù)器上運行業(yè)務(wù)時，請移動組。

圖 2-2 從發(fā)生故障到恢復(fù)的流程

出于失效切換處的服務(wù)器配置不夠、雙向待機引起**負荷等理由而希望在原來的服務(wù)器上運行業(yè)務(wù)時，原來節(jié)點的恢復(fù)作業(yè)完成后將暫時停止業(yè)務(wù)，在原來的節(jié)點上重啟業(yè)務(wù)。將失效切換的組返回原來的服務(wù)器稱為故障恢復(fù)。

如圖1-3 所示，只有1 個業(yè)務(wù)，待機服務(wù)器為不運行業(yè)務(wù)的待機形態(tài)稱為單向待機。有2個以上業(yè)務(wù)，各自的節(jié)點既為當前服務(wù)器又為待機服務(wù)器的形態(tài)稱為雙向待機。

圖 2-3 HA 集群的運行形態(tài)

b)     鏡像磁盤型（純軟方式）

上述共享磁盤型適用于大規(guī)模系統(tǒng)，但共享磁盤大體價格較高因此構(gòu)筑系統(tǒng)的成本也會增大。于是，不使用共享磁盤，而是通過將各服務(wù)器磁盤在服務(wù)器間建立鏡像，可以以較低的價格實現(xiàn)相同功能，這類集群系統(tǒng)稱為鏡像磁盤型集群系統(tǒng)。

但是，由于需要在服務(wù)器間為數(shù)據(jù)建立鏡像，因此不適用于需要大量數(shù)據(jù)的大規(guī)模系統(tǒng)。應(yīng)用程序一發(fā)出Write 請求，數(shù)據(jù)鏡像引擎就會在本地磁盤上寫入數(shù)據(jù)。寫入的數(shù)據(jù)通過心跳線也會給待機服務(wù)器分配Write 要求。所謂心跳線是連接在服務(wù)器之間的電纜，在集群系統(tǒng)中用于服務(wù)器的死活監(jiān)視。鏡像磁盤型中除死活監(jiān)視外還用于數(shù)據(jù)的傳送。待機服務(wù)器的數(shù)據(jù)鏡像引擎通過將接收的數(shù)據(jù)寫入待機服務(wù)器的本地磁盤中，使當前服務(wù)器和待機服務(wù)器間的數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步。

對于應(yīng)用程序發(fā)出的Read 請求，僅從當前服務(wù)器的磁盤中讀取。

圖 2-4 數(shù)據(jù)鏡像的結(jié)構(gòu)

快照備份就是使用數(shù)據(jù)鏡像的例子。因鏡像磁盤型的集群系統(tǒng)在2 個地方持有共享數(shù)據(jù)，只需將待機服務(wù)器從集群分離，即可作為快照備份來保存數(shù)據(jù)。

4   EXPRESSCLUSTER的特點及技術(shù)優(yōu)勢

4.1故障偵測機制的強化

EXPRESSCLUSTER提供*的實時故障監(jiān)視，可以監(jiān)視網(wǎng)絡(luò)、存儲、服務(wù)器、操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件、EXPRESSCLUSTER自身服務(wù)狀態(tài)、待機服務(wù)器上的軟硬件資源的狀態(tài)。

EXPRESSCLUSTER的網(wǎng)絡(luò)心跳通過系統(tǒng)的內(nèi)核空間進行，不受系統(tǒng)負荷的影響。除了支持網(wǎng)絡(luò)心跳外，還可以通過COM口、存儲設(shè)備上的特定分區(qū)、以及Ping第三方的方式確認服務(wù)器的狀態(tài)。

除了對應(yīng)用程序和服務(wù)進行常規(guī)級別的監(jiān)視外（所謂常規(guī)級別的監(jiān)視，即進程死活級別的監(jiān)視），EXPRESSCLUSTER還提供了一系列監(jiān)視選件產(chǎn)品，如Database Agent、Internet Server Agent、Application Server Agent、File Server Agent等，這些監(jiān)視選件產(chǎn)品定期對應(yīng)用程序進行實際的訪問處理，探測應(yīng)用的響應(yīng)時間，返回結(jié)果等狀態(tài)，從而實現(xiàn)對應(yīng)用程序和服務(wù)的僵死狀態(tài)（Stall）的監(jiān)視，為用戶的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了較深層次的保護。EXPRESSCLUSTER的監(jiān)視選件可以支持4個領(lǐng)域內(nèi)的大部分主流應(yīng)用，包括數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器、文件服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器等。

4.2 數(shù)據(jù)庫監(jiān)視選件（Database僵死狀態(tài)**）

除了對應(yīng)用程序和服務(wù)的常規(guī)級別的監(jiān)視外(所謂常規(guī)監(jiān)視即進程死活級別的監(jiān)視), EXPRESSCLUSTER還提供了一系列監(jiān)視選項產(chǎn)品，如Database Agent,Internet Server Agent, LAN Agent, File Server Agent等，這些監(jiān)視選項產(chǎn)品可對EXPRESSCLUSTER上運行的數(shù)據(jù)庫等應(yīng)用程序和服務(wù)的僵死狀態(tài)(Stall)進行監(jiān)視,從而為用戶的關(guān)鍵業(yè)務(wù)系統(tǒng)提供了較深層次的保護。

?  功能簡介

本選件支持的數(shù)據(jù)庫軟件如下所示：

2  Oracle10g/Oracle 9i

2  DB2 Universal Database (V8.1/V8.2)※2

2  Sybase Adaptive Server Enterprise 12.5

2  PostgreSQL

2  PowerGres Plus

2  MySQL

?  監(jiān)視方法概要

本選件提供了可設(shè)置在腳本中的監(jiān)控命令，以監(jiān)視數(shù)據(jù)庫軟件的運行。一執(zhí)行本監(jiān)視命令,即開始持續(xù)以參數(shù)所*的間隔對數(shù)據(jù)庫軟件進行監(jiān)視處理,直到查出數(shù)據(jù)庫軟件異常。一旦查出異常,本監(jiān)視命令馬上結(jié)束。本監(jiān)視命令通過在EXPRESSCLUSTER的失效切換組中的EXEC資源中描述腳本來使用。一旦查出數(shù)據(jù)庫軟件異常,監(jiān)視命令就馬上結(jié)束,根據(jù)EXEC資源的設(shè)置，使數(shù)據(jù)庫軟件發(fā)生失效切換或執(zhí)行本地恢復(fù)等操作。

4.3 適用平臺范圍的擴大

EXPRESSCLUSTER支持目前國內(nèi)幾乎所有主流的Windows和Linux操作系統(tǒng)平臺，如Windows NT/2000/2003、RedHat、TurboLinux、MiracleLinux、Novell SUSE Linux、RedFlag等。其硬件平臺兼容性好，支持IA32、X86_64、IA64、PPC64等硬件平臺，還可以支持FT服務(wù)器、刀片服務(wù)器等特殊用途的硬件設(shè)備。

EXPRESSCLUSTER支持虛擬環(huán)境。當虛擬計算機上運行的業(yè)務(wù)發(fā)生故障時，EXPRESSCLUSTER可以將其切換到另外一個虛擬計算機。如果虛擬機軟件本身發(fā)生故障，或者物理服務(wù)器發(fā)生故障，EXPRESSCLUSTER還能夠?qū)⑻摂M計算機整個切換到另外一臺物理服務(wù)器上。除此之外，還可以利用虛擬計算機，對物理服務(wù)器進行備份。例如，如果希望利用一臺服務(wù)器，分別對運行不同操作系統(tǒng)的物理服務(wù)器進行備份，利用虛擬技術(shù)與EXPRESSCLUSTER相結(jié)合，將很容易就可以實現(xiàn)。

4.4 提供異地災(zāi)備方案

EXPRESSCLUSTER在應(yīng)用方式上的另一個創(chuàng)舉就是將鏡像型集群應(yīng)用于異地災(zāi)備解決方案中。通常的異地災(zāi)備解決方案，對網(wǎng)絡(luò)環(huán)境要求高、實施復(fù)雜、實現(xiàn)成本也比較昂貴。而利用鏡像型集群軟件的異地災(zāi)備解決方案，不但能夠異地備份業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，還可以對軟硬件資源進行監(jiān)視，在主節(jié)點發(fā)生故障時，能夠自動在備份節(jié)點上恢復(fù)業(yè)務(wù)，將業(yè)務(wù)服務(wù)的停止控制在較小限度內(nèi)。

并且，EXPRESSCLUSTER還針對單鏈路低帶寬網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，對鏡像復(fù)制功能進行了改造和強化。以前的鏡像型集群中，為了**兩臺服務(wù)器上數(shù)據(jù)的一致性，需要等待兩臺服務(wù)器上的寫操作全部完成，才會進行下一步的處理。這樣的處理機制在遠程鏡像結(jié)構(gòu)中，由于網(wǎng)絡(luò)的延遲和帶寬的影響，會大大影響主服務(wù)器上業(yè)務(wù)的處理效率。而EXPRESSCLUSTER提供一種異步鏡像的方式，可以將本地磁盤的寫操作和遠程鏡像復(fù)制分開，回避遠程復(fù)制對業(yè)務(wù)處理效率的影響。

利用遠程鏡像型集群實現(xiàn)異地災(zāi)備，是一個性價比很高的低成本解決方案。特別是對小規(guī)模系統(tǒng)的容災(zāi)需求，是一個非常好的選擇。

4.5 簡便的維護操作

EXPRESSCLUSTER提供基于B/S結(jié)構(gòu)的標準GUI用戶界面，采用樹狀層級顯示，集群架構(gòu)清楚明了?；?/span>Java的開發(fā)技術(shù)，支持遠程管理與操作，可在統(tǒng)一的界面下，用統(tǒng)一的方式同時管理多個不同平臺上的集群（Windows與Linux集群均可），在集群各個節(jié)點上可以看到同樣詳細的管理信息和管理功能。可以在日志視圖中顯示系統(tǒng)的詳細信息，便于管理者及時發(fā)現(xiàn)集群的各種問題。在發(fā)生故障或進行切換時，系統(tǒng)可以自動向管理員發(fā)送故障通知郵件。還可以通過外接的網(wǎng)絡(luò)報警燈設(shè)備，進行聲光方式的故障報警。這樣較大的方便了系統(tǒng)管理員的操作和管理。

4.6 簡便易用的集群配置工具

EXPRESSCLUSTER提供集群構(gòu)筑工具Cluster Builder，標準的GUI界面，操作簡便易行，為管理員提供樹狀圖顯示集群全局，層次分明。通過預(yù)先配置集群的各種參數(shù)，當創(chuàng)建集群時只需在構(gòu)成集群的一臺服務(wù)器上讀入集群的配置信息文件，其他的服務(wù)器便可自動獲取集群信息并加入到該集群中，這樣就可以同時完成多臺服務(wù)器的設(shè)置，實現(xiàn)了平滑導(dǎo)入，大大方便了系統(tǒng)管理員的操作。系統(tǒng)將安裝和配置操作分開，可以復(fù)制、備份、離線編輯配置文件，不論是聯(lián)機或脫機狀態(tài)，管理員都可以非常方便地修改集群配置信息，一旦發(fā)生故障需要更換服務(wù)器時，只需將配置文件導(dǎo)入即可迅速完成恢復(fù)。


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