数据中心整体高可用性方案探讨.doc

联鼎软件数据中心整体高可用性方案-上海浦东新区政府数据中心实施案例关于联鼎上海联鼎软件技术有限公司 (LanderSoft)是领先的核心业务及数据安全系统解决方案供应商，致力于通过保障用户关键应用及核心电子化数据，确保企业在全球信息化持续发展进程中无间断的竞争力及信心。联鼎软件整合了高可用集群、数据备份、应用级容灾、系统性能分析等软件模块于LanderVault管理平台，真正实现了一体化数据安全管理体系，为用户提供了一站式数据安全解决方案。核心产品LanderVault面向应用高可用性，以及全球范围内的核心系统容灾及数据保护。在中国已有超过5000个用户，9500例安装，市场占有率达到前三位，覆盖金融、电信、医疗、政府、交通、电力、教育、制造业、基础资源等行业，已被证明适用于各种应用、服务器、存储硬件和相关设备并实现互操作。联鼎软件拥有先进的多平台测试开发系统及前瞻性的用户体验中心。公司大中华区总部设在上海，在中国大型城市设有分支机构，形成具有强大优势的销售管理体系和技术支持体系，能够更好、更及时的响应用户需求。联鼎认为，未来十年，随着IT技术的加速发展，社会对IT环境及服务将高度依赖，保障企业内部核心IT系统永续的正常运作将成为企业生存与发展的基础及动力。联鼎不断创造新技术、产品和服务来满足与超越用户未来的需求并能为投资者和合作伙伴带来收益，创造价值。浦东政府数据中心整体可靠性实现高可用系统综述集群是一组协同工作的服务实体，用以提供比单一服务实体更具扩展性与可用性的服务平台。在客户端看来，一个集群就象是一个服务实体，但事实上集群由一组服务实体组成。集群从类型上可以分成三种：高可用性集群（High Availability Cluster） 、负载均衡集群(Load Balance Cluster)和科学计算集群 (High Performance Computing Cluster)。相对单机服务环境，集群具有以下关键的特点： 1、 可扩展性集群的性能不限于单一的服务节点，新的服务节点可以动态地加入到集群，从而增强集群的性能和服务能力。 2、 高可用性集群通过节点冗余使客户端能够享受到持续的服务。在集群中，同样的服务可以由多个节点。如果一个节点发生故障，另一个节点会接管失败节点的服务。3、 可管理性-集群中的节点都是受到动态监控的，包括除了宕机以外的状况，比如节点上运行的数据库或应用的状态、节点资源的使用状态、存储空间状态等，并且针对这些状态的变化，对集群节点工作任务可以自动的维护。4、 其它特性-高可用性集群实际上实现了多服务器节点与多个应用系统的并存，并且可根据服务器负载状况进行集群重组，实现了应用与服务器节点的动态组合，达到应用虚拟化目的，比纯粹的虚拟化软件具有一定特色。同时集群中针对不同的业务类型，采用混合工作模式，可以更有效的提升效率，比如针对数据库、数据业务采用高可用集群实现，而对于应用服务（WWW），则采用负载均衡集群。浦东新区政府数据中心项目就是这样体系。本文有较为详细描述，可参考。数据中心核心服务器系统通过前面介绍，可以了解到，浦东政府数据中心拥有一个完整的数据服务体系，包括安全管理、数据交换、服务托管、数据备份、应用容灾等功能，是一个相对复杂的环境。系统初期建设的服务器配置如下：序号服务器类型/数量硬件设备数量应用服务类型1核心数据库服务器PC服务器2台数据库软件2数据交换抽取服务器PC服务器2台数据交换平台软件3WEB服务器PC服务器2台应用器软件4数据备份服务器PC服务器2台备份软件代理5应急预案服务器PC服务器2台应急预案软件6镜像数据服务器PC服务器2台复制镜像软件7备份前置机PC服务器6台备份调度服务程序8数据抽取前置机PC服务器4台数据抽取应用程序9安管前置机PC服务器5台安管、防病毒服务10托管服务器 PC服务器2-10台委办应用系统集群设计数据中心环境是相对比较复杂应用环境，是几十台、上百台服务器组成的业务集合，任何的服务器非计划宕机，都会造成不良影响，架构一个全冗余的业务运行平台是设计核心目标之一。中心中的网络设施、供电系统、安全设备等都采用了冗余配置，服务器集群是如何实现呢。我们通过对数据中心服务器经过整理，可以划分为多组业务系统，需要对这些系统进行集群整合，达到整体高可用。本项目采用了LanderVault解决方案。通过LanderVault的集群功能确保了中心服务器的高连续可用性，数据中心建立了高可靠的SAN存储体系架构，通过LanderVault 的Cluster模块实现了核心业务环境的高可用保护，通过Balance模块实现了应用服务的负载均衡功能。这样，当任何一台服务器出现系统级、数据库级或应用级故障时，其它节点能在短时间内予以透明的接管，以保证中心主机系统安全可靠的连续不中断运作。结合LanderVault体系中创造性的“故障分级”概念，融入了“智能感知”系统，颠覆传统高可用集群系统简单的二元化故障判断方式，将传统高可用系统仅对“故障”所引起的结果（如宕机）做出反应提升为对“故障”的成因（系统健康指标）进行监控与分析，配合独特的“故障预警”机制，在核心系统即将发生严重影响业务持续运作情况前及时发出“预警”，并在必要的情况下自动执行精确而迅速的故障隔离及应用转移，将故障事后处理提升为故障事前预知，通过短信等方式及时预警，确保数据中心应用724小时持续可靠运作，同时，单个集群组可支持多达256个节点的应用，确保数据中心的扩展空间。集群监视程序监视群集中每一个节点状态，并且对出现的故障很快地做出反应，使应用程序不会因为任何单点故障而停止服务，可以自动探测处理器、内存、LAN介质、存储设备、网卡、进程、应用程序实时健康指标，并定义各种状态下集群触发的状态并对分级的故障做出分级响应。通过LanderVault管理功能将数据中心的业务环境根据业务逻辑进行分组，实施监控和管理。经过对环境中服务器的分析，规划参考下表。业务逻辑一致的应用系统放在一个子集群组中，定义一台或多台集群备份机。实际上浦东新区数据中心服务器环境是一个大集群，根据业务逻辑，分成多个子集群，提升了安全级别及工作效率。这些子集群实际上是在一个集群管理平台环境下，并能够充分利用服务器资源，并不需要增加新的服务器，节省投资，同时具备了相当的扩展性。集群规划详细列表如下：序号服务器类型/数量数量 高可用设置集群1核心数据库服务器2台2节点子集群，数据库服务器互为备份，数据文件存放在共享磁盘阵列上；两台服务器分别运行数据库应用，如有任何一台损坏，另一台服务器能够立刻接管其应用。浦东政府数据中心服务器集群2数据交换抽取服务器2台4节点高可用集群组，WEB服务器通过集群负载均衡(LoadBalance)功能分担网络负载，在未来可以增加应用服务器，来处理更大的流量访问。3WEB服务器2台4数据备份服务器2台2节点子集群组5应急预案服务器2台2节点子集群组6镜像数据服务器2台LanderReplicator复制软件与集群结合实现委办业务系统应用容灾7备份前置机 6台6节点子集群组，互为备份，主要提供备份调度服务，保证其高可用性。8数据抽取前置机 4台4节点子集群组，互为备份，主要提供备份调度服务，保证其高可用性。9安管前置机5台5节点子集群组，互为备份，主要提供备份调度服务，保证其高可用性。10托管服务器 2-10台组成子集群组，实现多机集群，各服务器互相热备应用，多备多模式。部分集群组描述：第一组子集群包括两台数据库服务器，集群对外提供数据库应用服务，该应用是整个系统的核心；数据库文件都存放在磁盘阵列里，提供了相对安全的介质环境。正常运行时如果出现主用数据库硬件问题、网络问题或者操作系统致命错误，立刻集群系统会把状态实时通知另一台热备服务器，令其接管当前的应用，从而继续对外提供数据库应用服务，对于用户来说是透明的。第二组子集群是数据交换抽取服务器和WEB服务器组成的四节点集群，采用多机互备的热备方式，正常运行时两台数据交换抽取服务器对外提供正常的数据抽取服务，两台应用WEB服务器组成负载均衡的方式对外提供WEB访问服务。各服务器间通过集群软件实时监控相互的状态信息，重要数据通过SAN连接后端的光纤磁盘阵列来存储。在运行中，如果数据交换抽取服务器出现故障，通过集群侦测，能够动态地把该应用切换到其中一台WEB服务器上来，从而保证其高可用对外提供服务。第七、八、九、十组子集群各包含多台服务器，集群采用多机互备的集群策略，每台调度服务器可以分担管理几个委办局，通过设置调度策略，能够把其中任何一台的调度服务动态地切换到其他调度服务器上。在集群互备方式下，更能设置多种切换模式，保证调度服务器24小时永不间断执行其服务。切换动作对于用户来说是透明的，基本感觉不到后台故障。其它集群：委办局如果有需要托管服务器的，可以将其服务器存放在数据中心托管。此时多个部门或者多个单位分别自己管理的服务器，操作系统版本不一样，造成的软件重复购买；每个小的应用服务都需要占用一台服务器，会造成机器资源的浪费；还有服务器的增多产生更多额外的管理费用，这些都可以让托管服务器集群来解决。托管服务器帮助分散存放的数据集中管理统一存放，既节省了服务器硬件的开支，又能够精简维护费用，还能由集群功能提高系统的高可用性。托管服务机器集群能够很好的对外扩展，用户需要有新的业务加入，只需要简单修改下集群配置即可。设计拓扑图LanderCluster集群方案 联鼎软件（版权所有）优势分析通过这样配置实施，具有以下技术优势：1、 数据中心服务能力提升：提高了整体可靠性，集群建立使得数据中心的关键服务的服务能力都能够得到有效的保障，特别是应用托管服务，每增加一个新的委办服务器，只要加入到集群配置中，就能够达到不间断的运行，这是数据中心威委办局提供优良的服务和提升自身形象的保障；2、 数据中心系统扩容及维护的保障：中心服务器理论上都可以进入集群管理平台：集群管理平台可以通过规则的定义，任意增加、减少集群节点，比如某个委办局新增了一个应用托管，只要在数据中心调整集群管理规则，将该任务节点加入到集群中去，就达能到保证该托管服务达到高可靠；3、 对项目的投资保护、提高设备利用率：在没有多节点集群管理解决方案之前，只能对关键业务做双机容错，每个业务要做一套双机，一方面投资巨大，同时也增加了管理的复杂度。在数据中心中，这么多服务器实际上是在一个大的集群管理平台下，每个子集群灵活定义，甚至可以对没有接入SAN环境的关键服务，通过集群管理软件下的复制技术，实现纯软子集群和异地容灾，大大保护了数据中心项目的投资；4、 降低了中心对服务器、应用管理的复杂度：所有服务器被整合到一个大集群管理平台中，对于系统的维护和安全管理变得简单了，数据中心是一个大的设备组合，如果是单个独立的双机、独立的服务器，出现任务和服务的孤岛，管理成本将非常大，管理人员也会疲于奔命，那我们可以把集群管理平台集成到中心管理平台上，这样在管理区域，就能实现对整个中心的服务器进行高可用环境的监控、配置、操作；5、 针对数据中心实际环境，定制开发适合数据中心管理需要的功能模块：针对数据中心管理平台，专门定制一套开放式，可与其它管理平台有效集成的软件，并能有效的在数据中心逐步拓展情况下，及时的得到服务升级和软件维护保障；6、 服务保障，本方案技术是国内完全自主研发，并在全国多个城市设有支持中心，对项目会成立专门的支