双机容错服务器解决方案的研究.doc

双机容错服务器解决方案的研究 董剑 （哈尔滨工业大学计算机科学与技术学院，哈尔滨，150001） 摘要 基于高性能PC机的双机容错服务器具备极高性能价格比和可靠性，具备广泛的应用前景。本文提出了一种双机容错服务器的解决方案，同时支持双机热备份和互备援两种工作模式，可以为用户提供不间断的数据服务。文中详细论述了系统的工作原理和软硬件组成结构。 关键词：双机容错；热备份；互备援 The Solution of Dual Fault - Tolerance Server Dong Jian Zuo De Cheng Liu Hongwei Yang Xiao Zong (Harbin Institude of Technology, Harbin 150001) Abstract Dual Fault - Tolerance Server, based on high performance PC, has high PPR and reliability. In the paper, one solution of dual fault-tolerance server is proposed. Two work-modes, dual active and hot standby, are supported. It can provide users with continuous data services. The work principle and structure of software and hardware of system are discussed. KeyWords: Dual Fault-Tolerance; hot standby; dual active 引言 随着计算机技术的发展，PC服务器的处理能力更加强大，同时其性能/价格也越来越高，加上传统的小型机由于维护和升级困难，费用高，正受到PC服务器的挑战。因此，于PC服务器的“低端”系统正日益受到用户的喜爱。但同时，由于PC服务器的安全性因素，基于该平台业务系统的安全，稳定可靠和系统的持续运行成为系统的关键，因此，低端的双机系统受到越来越多的欢迎。当系统不能正常运行时，需要用人工的方法进行故障的认定、分析、恢复及测试。这些都需要花费很长的时间。在这段时间内，系统必须停顿下来以等待恢复，从而给带来难以估计的经济损失。WEB应用、文电传输等服务。 双机容错服务器系统 硬件结构 双机容错系统的硬件结构是由两台服务器和共享存储子系统（见图1）组成的：其中每台服务器都有自己的系统盘，用以安装操作系统和应用程序；每台服务器安装两块百兆或千兆以太网卡，一块用于对外工作，另一块用于双机之间的心跳检测；每一台服务器都通过SCSI接口连接在共享磁盘子系统上，共享磁盘子系统通常采用有容错功能的磁盘阵列，各种应用所需的数据就存储在共享磁盘子系统上。 图1 双机容错服务器硬件结构 工作原理 工作电源加电后，A、B两台机器首先进入独立的工作状态，操作员可在控制面板上手动选择A、B两台的任何一台已经正常启动的主机运行诊断程序，通过后即为服务主机。服务主机立即把外设配置为已有。操作员便可在管理终端上对服务主机进行工作配置。如果所选主机不能通过诊断，则手动选择另一台主机运行诊断程序，待其通过后配置为服务主机。 只要有一台被选为服务主机且操作员完成配置后，另一台作为备用机。若备用机运行诊断程序通不过，可更换故障部件直至通过为止，操作员便可启动并进行相关的配置。由操作员选择配置成“双机热备份”或 “双机互备援”工作模式。此后，服务主机与备用主机将根据不同的工作模式以及相应的故障检测结果进行切换。 工作模式 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。它的基本的工作模式有两种：双机互备援模式（Dual Active）和双机热备份模式(Hot Standby)。 1 双机互备援 所谓双机互备援，就是两台主机均为工作服务器，在正常情况下，双机系统对外提供两种服务（例如应用服务和数据库服务），并互相监视对方的运行情况。当一台服务器出现异常，不能对外提供服务时，另一台服务器在继续原有服务的同时主动接管异常服务器的工作，继续提供原来在异常服务器上运行的服务，从而保证双机系统对外提供服务的不间断性，达到不停机的功能，但此时正常运行服务器的负载会有所增加。此时必须尽快将异常服务器修复以缩短正常服务器负载的持续时间，当异常服务器经过维修恢复正常后，系统管理员通过管理命令，将正常服务器所接管的工作切换回已修复的异常服务器。 2 双机热备份 所谓双机热备份就是一台主机为工作服务器，另一台主机为备份服务器。在系统正