本地集群容灾方案.doc

本地集群解决方案本地集群解决方案 备份、容灾、冗余一：概述 企业和事业单位的运转越来越依赖于计算机系统，如果一旦这个数据处理中心无法正常运转，就会造成业务停顿，导致不可挽回的损失。而现有的双机热备份设备存在价格高昂，成本较高的情况，往往使用户望而却步。而用户寻求底成本的纯软件方案又往往因产品不容易维护，纯软件双机方案不稳定等因素，往往给用户造成不必要的使用麻烦。有时因护理不当造成数据损坏，发生更大的事故。蓝科泰达凭借其丰富的研发经验，为您提供高可用性系列产品和优质的服务，推出了蓝科泰达双机容错打包解决方案，目的在于保证数据永不丢失和系统永不停顿，同时为用户节省大量的开支。蓝科泰达容错系统结合了蓝科泰达磁盘阵列产品的安全可靠性与双机容错技术高可用性的优点，相互配合二者的优势。蓝科泰达磁盘阵列针对双机容错技术做了许多优化和改进，满足了双机硬件的连接要求，根据应用环境的实际情况，适用于Windows2000平台以上，开放源代码Linux平台，SCO UNIX平台上的多种双机热备软件。二、需求分析企业关键业务一旦中断，企业的日常运作将受到致命的影响，那么就要求我们的系统在最短的时间内将系统恢复到正常状态。所以我们要求双机软件能够实现以下几点：1、 异常终端检测2、 网络故障，系统故障，应用程序故障等全系统检测3、 当高可用系统中的某个节点故障，无须人工干预自动切换，保障系统运行4、 速度快（快速恢复）贵单位业务平台，是以Windwos 2003 Server系统平台为基础，以SQL Server核心的数据库应用系统，该系统对稳定性要求很高、系统实时性和可用性提出要有连续运行的能力，系统一旦出现故障，其损失是惨重的。 因此，建议用户采用高可用技术，高可用系统在各个节点间保持的间歇的通讯，使系统中的独立节点组合成整体的一套系统，并使用PlusWell 软件可以保障该系统中的某一节点故障都可被PlusWell 软件所监控，如主服务器应用程序、网卡、操作系统，均纳入公共的安全体系，确保7*24的不停机。比较典型的危及系统安全应用和系统错误主要有：（1） 进程错误，比如用户应用与文件数据库的连接异常中断或用户进程发生错误。（2） 文件系统故障，由于异常操作或其它原因造成文件系统内部部分信息丢失或不一致。（3） 操作系统故障，操作系统本身的系统调用问题及底层的应用驱动在安装或更新出现冲突；（4） 网络线缆故障。（5） 介质问题，网络连接或物理硬盘也可能会出现问题。因集群服务器分布在不同楼层，但在同一个局域网内，考虑到存在着距离传输，传统的SAS线缆很难满足需要，所以我们必须选用ISCSI传输的磁盘阵列，ISCSI阵列DELL公司的MD3000i完全满足需求。考虑到容灾与冗余，我们增加一台MD3000i，作为备份阵列，并且位于不同的楼层，2台MD3000i之间做数据的实时同步备份。备份软件采用Plainwell mirror企业版，完全实现实时的备份。优点如下：1、 类似硬盘Raid 1镜像功能，能实现网络硬盘的实时镜像2、 硬盘数据实时归档及实时回滚功能3、 智能数据实别技术4、 增量数据同步功能5、 网络数据的实时备份功能与定时数据收集备份功能6、 口令保护功能7、 设置备份恢复功能8、 报警系统方案拓扑三、PlusWell 双机软件（） 本双机热备方案适用系统如下：Windows2000/2003, RedHat Linux（）适用的数据库系统：MSSQL2000，Oracle8i/9i/10G，Sybase，ySQL，PostSQL，DB2等数据库（）适用第三方应用程序：为第三方应用程序提供监控程序，同时可为用户特有程序提供编程结口。（）双机热备形式：Active/Standby，Active/ActiveActive/Standby方式是传统的双机热备份解决方案，主机运行时，备机处于备用状态，当主机故障时，备机马上启动将服务接替。因备机平台没有其它的访问量，所以故障切换后用户访问速度不会有大的影响，此种容错方式主要适用于用户只有一种应用，主备机设备配置不太一样，并且用户访问量大的情况。Active/Active这种方式的主备机平时各自有一种应用运行，当系统中的任何一台主机出现故障，应用都会集中到一台服务器上运行，此时这台备用服务器不仅要承担以前的程序运行而且还要运行宕机服务器上的应用程序，所以此时备机的负担会加重。这种方式的故障切换往往会造成备机访问量增大，系统运行变慢。此方式主要适合用户有不只一种应用，用户主备机配置一样且数据访问量不大的情况。（5）适用服务器： 此双机方案适用的服务器：IBM，HP，DELL，以及所有Intel架构的服务器。（6）双机热备拓扑图：Server1是主“激活”节点，Server2是次“备用”节点。如果Server1发生故障了，它的被保护资源由Server2 节点来恢复。当节点Server1恢复后， 资源可以被Server1重新获得APPA 处于Volume w中，并且在Server1上激活。APPB存储在Volume M上，并且在Server2上激活。在这一配置中，Server1应该是Volume W：资源的主节点，Server2应该是Volume M：资源的主节点。当Server2失败时， PlusWell Cluster容错软件应该将Volume M：转换到Server1上去。如果系统资源是足够的，这一转换不会影响到已经在Server1上运行的APPA，转换只是简单地将Server2上的被 保护应用程序（APPB）加到Server1的运行负载上四、PlusWell技术原理(1)心跳工作过程通过IP做心跳检测时，主备机会通过此心跳路径，周期性的发出相互检测的测试包，如果此时主机出现故障，备机在连续丢失设定数目的检测包后，会认为主机出现故障，这时备会自动检测设置中是否有第二种心跳，如果没有第二种心跳的话，备机则根据已设定的规则，启动备机的相关服务，完成双机热备的切换。(2)IP工作过程IP地址使用虚拟IP地址的方法来实现，主要原理如图主机正常的情况下虚拟IP地址(即访问IP:192.168.1.33）指向主机的实IP（192.168.1.11）地址，用户通过虚拟IP地址访问主机，这时，HA软件将虚拟IP地址解析到主机实IP地址。当进行服务器切换时：虚拟IP（即访问IP192.168.1.33)地址通过PlusWell热备份软件自动将虚拟IP地址解析到备机的实IP(192.168.1.22)地址上，这时，虚拟IP地址指向备机的实IP地址。但对用户来说，用户访问的仍然是虚拟IP地址。所以用户只会在切换的过程中发现有短暂的通信中断，经过一个短暂的时间，就可以恢复通信。(3)应用及网络故障切换过程(i)可以检测到操作系统的故障并及时将服务切到备用服务器(ii)当操作系统正常的情况下，数据库系统出现意外故障，这时双机容错软件可以及时发现并将其切到备用服务器，使服务不致于停止。(iii)当操作系统和数据库系统全都正常的情况下，服务器网络出现故障，这时双机热备软件，可以将系统切到正常的备用服务器上。五、功能描述1、 硬盘镜像功能PlusWell可以有效的完成硬盘镜像功能，此功类似于RAID卡中RAID1的功能，可将不同的两块硬盘数据进行镜像，但其不同点在于：（1） RAID卡所支持的对象是两块相同的物理硬盘，而PlusWell Mirror则可以在硬盘的不同分区进行同步，当然为了数据更安全，本软件也见意用户将数据备份到不同硬盘中去。（2） PlusWell Mirror可以进行网络实时备份，数据不仅可以备份到同一台服务器的一个硬盘的不同分区或不同硬盘，也可对不同服务器之间的硬盘或分区进行网络镜像。2、 硬盘数据实时归档及实时回滚功能（1） 数据的实时备份及回滚：PlusWell Mirror可以有效将用户对数据硬盘的操作进行归档，对这些归档数据时行管理，记录用户对指定硬盘的所有操作，针对这些操作，用户可以在硬盘或系统损坏后及时的恢复，并可根据用户当时操作的时间，恢复到指定时刻将数据回滚恢复。（2） 网络数据恢复功能：PlusWell Mirror不仅可以将数据恢复到本机硬盘，还可以将本机数据恢复到网络中指定硬盘中去，也可以将远端数据恢复到本机指定硬盘，恢复模式灵活方便。 数据实时归档与数据实时回滚技术在硬盘镜像领域一直罕有人涉及，北京蓝科泰达科技有限公司突破技术屏障在国内率先研发生产出数据时实归档与数据实时回滚技术，其技术能力达到世界领先水平，也代表着国内硬盘同步技术的最高技术水准。3、 智能数据实别技术：PlusWell Mirror独有的智能数据实别技术可识别硬盘扇区的数据，只将有用的数据进行镜像，一般镜像创建时，会对硬盘所有扇区进行初始化，其实初始化的目标就是在同步之前首先要保证两块硬盘此时的数据一致性，PlusWell Mirror软件并不是将每个扇区进行同步，而是将有数据扇区进行同步，大大减少了初始化时间。比如硬盘中没有数据的情况下，将300GB的硬盘通过网络镜像到另一台服务器，初始化时间几分钟即可完成。4、 增量数据同步功能：增量数据同步也是本软件独有的一大功能，多年来，数据同步系统在开关机后，往往都要重新初始化或每个扇区的对数据进行校验，而通过PlusWell Mirror软件，完全可以做到增量数据的增量同步，这种增量同步，不仅仅指的是不同服务器开机时的增量，而在网络中相关的服务器关机、服务器故障后再开机，仍可以通过增量方式完成数据的同步，减少同步时间，防止用户误操作。增量数据同步已经成为PlusWell Mirror显著优势，撤底改变以往镜像软件因每次开关机都要对系统进行初始化，从而影响系统性能及稳定性。成为硬盘镜像划时代的变革，也代表国产镜像软件已经达到世界先进水平，超过国外同类软件，处于领先地位。5、 网络数据的实时备份功能与定时数据收集备份功能。*网络备份功能：PlusWell Mirror可以在网络中通过同步镜像或异步镜像的功能对数据进行实时备份，通过同步镜像可以将数据完整的由主机镜像到备用机，此时数据流通过先写备机，后写主机的方式将数据实时写到两台服务器上，这种镜像方式可以保证任何时刻备机的数据总比主机新。异步镜像方式发挥的服务器的最佳效能，使服务器以最快的速度进行存储，异步方式的写模式为先写主机再写备机，从而保证主机服务效率，PlusWell Mirror通过提供用户两种可选模块的镜像方式，灵活的设置，从而更贴近用户的需求。*定时备份系统：主要功能是定时将数据传到数据备份中心，适合多个节点备份，每个节点可根据时间，定时将本机所产生的增量数据备份到数据备份中心进行保存。6、 同PlusWell HA相互组合的双机热备PlusWell Mirror同PlusWell HA组合起来可以在没有磁盘阵列存储系统的情况下，完成纯软件方式双机热备份。节省用户在硬件上的开支，同时又对用户数据起到了备份和数据回滚的功能，可谓一举三得。大家知道，普通的双机热备离不开共享的磁盘阵列系统，而就是这个外置的磁盘阵列系统，却产生了存储问题单点故障。当磁盘阵列故障或意外断电的情况往往会造成双机热备的崩溃或数据库的永久损坏。而采用PlusWell Mirror与PlusWell HA的纯软件双机热备系统，却可以有效的保证数据安全，将数据存放在不同的服务器硬盘中，可有效保证数据安全，再加上数据归档及回滚功能，可确保数据万无一失。7、 口令保护功能：PlusWell Mirror的操作口令保护功能，主要为区分不同级别的管理人员来设定的，同不级别的服务器管理人拥有对该软件不同的操作权限，其中管理员：拥有对该软件的所有权限，包括创建，删除，同步，设置计划及任务。用户权限：则可能对软件进行基本操作，而不可以对软件进行创建与删除及数据恢复工作。来宾权限：来宾只有对软件的浏览权限，此权限只能看到该软件进行了什么工作，而不能对该软件进行任何操作。PlusWell Mirror通过对软件操作权限的控制方便了服务器管理，机房管理人员可根据此权限方便设定管理流程及策略。8、 设置备份恢复功能：PlusWell Mirror提供了对已设置的配置的备份及恢复功能，用户可事先将设置好的系统设置备出，如果有一天系统重装操作系统，可通过本软件的恢复功能，瞬间将系统配置恢复。方便用户的维护，节省了你的程序维护成本。9、 报警系统：报警系统是PlusWell Mirror的一个重要组成部，也是人性化设计的一部分，PlusWell Mirror的报警提供了声音报警，邮件通知，短信报警，这几种报警机制可以以最快的方式通知管理人员当前服务器的状态。而其中的短信报警是具有中国特的便捷、迅速、有效的报警手段，在各类应用中被广范使用。PlusWell Mirror的报警系统可由用户设定报警级别，并可定置化的设计报警内容，在服务器进行初时化，切换，开关机，增量同步时，均可以发出报警通知当前服务器的状态。10、 在线升级与问题反馈系统：当前互联网络发展非常迅猛，利用相联网可以方便的对PlusWell Mirror进行在线升级，及用户问题的反馈，及时对软件进行升级可有效保护用户投资，提高软件的稳定性，并可以及时与我公司取得联系，加快软件的升级。六：方案设计（一） 单机备份此方案主要针对单机数据安全保护，用户在不增加硬盘的情况下，使用PlusWell Mirror对硬盘不同分区进行数据同步或归档。（1） 上图中的左图，为盘对盘镜像，此时两个硬盘或分区的数据是一致的，此种镜像主要是为了保护当前数据。（2） 上图中的右图，为镜像+数据归档，此进源盘与目标盘的数据一样，同时再将硬盘的增量数据归档，以利于必要时侯对数据的回滚。（3） 如果用户不想只想做归档，那么用户只需要指定一个归档盘即可，此时Mirror将源盘的数据归档到指定硬盘中。（二） 纯软件双机热备使用PlusWell Mirror与PlusWell HA两个软件的配合，不但可以省去外置磁盘阵列系统，而且可以完成数据数据的备份，消除系统的单点故障。组合搭配一：PlusWell HA 标准版+PlusWell Mirror标准版软件，如下图中上面一个图，组成纯软件双机方案，此方案中，将服务器本身的一块硬盘，或某一个分区与备用服务器中的某一块硬盘或分区进行同步，利用PlusWell HA达到热备切换的目的。工作原理：当数据正常写到主服务器时，通过Mirror软件将数据包先行送达备份机，当备机写入成功后，将数据包写回主机。当主机故障时，由