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双机容错技术简析

 
传统上,高可用性解决方案是应用小型机并在小型机的基础上架构出一整套解决方案。随着计算机技术的发展,高性能的PC服务器出现了,这些高性能服务器的功能已经达到甚至超过传统意义上的小型机的功能。相应地,一种新的性价比更高的高可用性解决方案也随之产生,这就是双机容错技术。 
高可用性分为两部分,系统的稳定性和数据的可靠性。
 
稳定性是指作为服务方的中心主机,能够提供持续不间断服务的能力,即每周7天每天24小时的服务;一般来说,单台服务器故障是不可避免的,这种故障可能来自主板、内存、电源、硬盘和各种I/O设施(如网卡)等,也可能由于操作系统、应用程序等软件故障而导致系统挂起甚至崩溃。而一旦系统主机出现故障,若通过人工来分析、测试和修复故障,则可能导致系统停顿运行较长时间,而对大多数关键业务应用和联机事务处理应用而言,这种停顿一旦超出某个限度,就会给企业带来难以估量的直接或间接经济损失,并且造成一定的社会影响。因此,更准确地说,稳定性指标就是当服务器系统发生故障时,用户能在合理的时间内将其重新恢复运行的能力 
可靠性是指系统中的数据在运行中保持安全可靠,作为数据载体的硬盘在运行中的故障不影响数据的正确。众所周知,应用系统中的数据一旦被破坏,无法恢复,会造成灾难性的后果,因此企业关键性业务要求作到确保数据的完整、一致、安全和可靠。即使出现故障,也应有多种手段在最短的时间内对数据进行故障恢复 
双机容错系统由两台独立的主机联合提供不间断的服务给前端的使用者,容错软件通过2条以上的容错侦测信号线定期自动侦测,当任一主机有故障发生时,容错软件会迅速加以判断和分析,确认该主机的错误状况,一旦主机出现停机、网络接口异常、数据存储介质异常、系统程序异常等情况,容错软件会自动结束异常主机的工作,由另一个主机按设定的程序来接管异常主机的所有任务,从而极大地提高服务系统的可用性 
根据所采用的磁盘共享方法的不同,双机容错技术可分为二种:系统数据镜像(Mirrored Disks) 技术共享磁盘(Shared Disks)技术 
磁盘镜像技术又称纯软方案,其中每一台服务器都拥有自己的磁盘资源,并且通过软件来实现数据磁盘的实时镜像,从而保证当一服务器故障时能将相应任务转交另一服务器继续提供服务。这种技术的优点是没有共享设备,但由于磁盘数据镜像需要一定时间,因此对系统性能有一定影响,且不能确保在发生故障时两台服务器上的数据100% 的一致;此外,由于该技术相对复杂,而应用环境和故障原因千变万化,因此对系统的规划和配置过程要求较高,也更易发生故障误报和误切换系统等现象。 
另一种也是最为流行的是共享磁盘技术,它通常通过共享的廉价磁盘阵列(RAID)柜或网络存储设备来实现数据共享,该技术对共享的磁盘设备的可靠性提出了很高的要求。目前磁盘阵列技术已相当成熟,且多数产品均自含大量冗余部件和技术(如冗余控制器、冗余电源、冗余风扇、CACHE电池保护装置、硬盘回路散热技术、硬盘防尘技术等)来保障磁盘阵列自身的可靠性,同时磁盘阵列的核心技术——RAID技术则可确保数据的可靠性。此外,存储区域网络(SAN)及网络化存储设备(NAS)的发展极为迅猛,其取代传统存储技术而成为主流的趋势已十分明显,数据存储设施和主机系统分离的系统方案正在为越来越多的企业所采用。因此,共享磁盘的双机容错技术因其简明易行、稳定可靠并适应技术发展等诸多特点保持了强劲的生命力,并得到用户的青睐。

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