高可用集群软件的技术简介PPT课件

.,1,联鼎软件LANDERSOFTWARE核心业务数据安全服务商,.,2,联鼎软件概况,上海联鼎软件是专业的数据安全产品研发推广、数据安全解决方案供应商，领先的数据安全服务商。公司成立于2000年，致力于高端集群与主机防护产品研发、用户系统安全维护、系统整合。公司投资800万元专注于研发自主产权的软件产品，树立国产高端系统软件品牌，目前公司拥有LanderCluster-DN、LanderCluster-MN、LanderGuard、LanderBoot等联鼎系列数据安全产品，已成为国内服务器集群及数据安全领域的领军企业，增强了中国民族软件产业的核心竞争力。联鼎软件在Unix、Linux、Windows底层开发，在数据安全服务、系统性能优化方面有丰富的经验。,.,3,讲座提纲,集群技术介绍集群技术分类LanderCluster技术实现,.,4,集群技术,.,5,什么是集群?,所谓集群，就是共同为客户机提供网络资源的一组计算机系统。而其中的每一台提供服务的计算机，我们称之为节点。当一个节点不可用或者不能处理客户的请求时，该请求将会转到另外的可用节点来处理，对这些对于客户端来说，它根本不必关心这些要使用的资源的具体位置，集群系统会自动完成。,.,6,非计划停机因素,40硬件故障31软件故障20用户错误9其他错误,40,31,20,9,.,7,关键业务停滞带来的潜在损失,客户流失错过商业机会丧失在行业内地位生产能力下降恢复系统的额外支出罚款法律责任名誉损害生命危险股票价值降低,.,8,关键业务停滞带来巨大经济损失,任何的宕机都会造成严重的损失，关键IT系统的故障可能很快造成整个商业运作的瘫痪，每一分钟的宕机都意味着收入、生产和利润的损失，甚至于市场地位的削弱。,.,9,集群技术分类,高可用性集群技术高性能计算集群技术高可扩展性集群技术,.,10,“当故障发生时，数据不会丢失，系统也能够在一个可以接受的时间限内快速恢复，那么这个计算机系统就可以认为高可用性的。”,什么是高可用性集群系统,.,11,高可用性集群系统(HighAvailabilityCluster),高可用系统是指以减少服务中断（宕机）时间为目的的服务器集群技术,针对高可用性集群技术目前使用的较多的是两个节点的系统。主要的目的：保障业务系统不间断运行,.,12,双机热备份系统是集群系统中最小运行模式，在该模式下中采用两台PC服务器做为主机系统，采用硬件冗余的方式保障业务系统的可持续运行。,双机热备份系统,双机工作模式,在该模式下，工作方式支持主从模式和对等模式，即运行一个任务或两个任务。,.,13,多机集群是将多台PC服务器纳入到一个大的管理系统中，在该系统中，每台服务器运行各自的应用子系统，同时又做为其它应用系统的备援节点，在硬件冗余上进一步提高,多机集群系统,多级工作模式,在该模式下，工作方式支持主从模式、对等模式、多机互备等模式，即运行一个任务或多个任务。,.,14,高可用集群技术(1),允许所有服务器访问所有磁盘，通过分布式锁定管理器（DLM）来协调对共享磁盘的访问,共享磁盘技术,主要产品：OracleParallelServer/OracleParallelServer,.,15,高可用集群技术(2),通过专业软件，系统将数据写入到本地磁盘的同时，通过网络发送一份拷贝，写入到对方服务器上的相应目录中，使数据更新保持同步。,镜像技术,主要产品：BakBone、Legato、CA、VERITAS,.,16,高可用集群技术(3),每台服务器有自己的系统盘和共享数据盘，但对数据盘的操作以独占方式进行，当服务器发生故障时，数据盘的所有权自动漂移到对方接管,非共享技术,主要产品：MicrosoftMSCS、LanderCluster、VERITASVCS,.,17,高性能计算集群，英文原文为HighPerformanceComputingCluster,简称HPCCluster，是指以提高科学计算能力为目的计算机集群技术。,主要的目的：提高计算处理能力,.,18,高性能计算集群技术(1),是一种基于大规模数据的计算需求，它通过专用的并行计算软件，将复杂的计算并行推入到集群中的各个节点上同时进行计算，其最终的目的是缩短计算时间。,能力计算（CapabilityComputing）,地质探井数据、气象预报、天体物理、流体力学等密集型的计算业务。,主要应用领域,.,19,高性能计算集群技术(2),容量计算相对于能力计算来讲是一中较小规模的计算需求。容量计算的主要目的在于：提高系统的吞吐能力，以最短的时间执行更多的任务(交易)。,容量计算（CapacityComputing）,网络检索、远程医疗诊断、Web信息服务等通信密集型处理任务,主要应用领域,.,20,高性能计算集群，英文原文为HighPerformanceComputingCluster,高可扩展性集群技术就是带均衡策略（算法）的服务器群集。负载均衡群集在多节点之间按照一定的策略（算法）分发网络或计算处理负载。负载均衡建立在现有网络结构之上，它提供了一种廉价有效的方法来扩展服务器带宽，增加吞吐量，提高数据处理能力，同时又可以避免单点故障。,主要的目的：增加计算和处理能力,.,21,集群技术的实现,.,22,LanderCluster体系结构,操作系统OperationSystem,集群软件Ladercluster,ApplicationLayer,SystemLayer,StorageAgent,MLDCProtocols,ControlLayer,关键应用CriticalBusiness,ManagerLayer,ConfigInformation,ScriptInterface,ProfessionModule,.,23,硬件环境,根据业务系统的负载能力，配置相同性能的两台服务器，考虑到硬件的差异，建议采用相同的配置。至少一个FCHBA卡或内置外接SCSI接口至少需要两个网络适配器。,主机系统,存储系统,按照业务系统的数据增长以及数据的保留时间，配置一定容量的共享磁盘阵列子系统。该子系统接口至少有两个SCSI接口或1个FC接口,.,24,软件环境,根据业务系统所选择的操作系统，在实现HA系统时，要求两个节点的操作系统版本一致。并根据数据库系统及其HA系统的要求，安装相应的操作系统补丁程序，并根据数据库要求调整系统参数,操作系统,数据库系统,根据应用系统的要求，安装相应的数据库版本，在配置数据库时，要求两个节点间配置参数保持一致。在集群系统中，需要将数据安装在共享磁盘阵列子系统上。,.,25,集群资源网络管理,该接口卡是操作系统对外提供服务的物理网络接口，是构造集群系统必需的硬件设备之一。根据功能分为公用网络和私有网络两种,网络适配器（HBA）,集群网络接口,该接口是集群系统在物理网络接口的基础上实现的虚拟网络接口(VIP)。,.,26,集群资源状态管理,提供集群管理功能的节点。它对集群中的任意一个节点进行监视和操作，并处理集群中所有节点返回的状态和报警信息。,集群管理节点（CommandNode）,集群节点状态（NodeStatus）,根据各个节点在集群中运行的状态，动态更新整个集群状态，对于影响集群服务的故障节点，则集群进行重组。,.,27,集群资源任务资源管理,在集群系统中定义可用的物理网络适配器(NIC)，和集群对外服务的虚拟网络适配器(VIP)。集群运行时，需要对网络状态进行监控和管理。保障该资源对外提供正常服务。,集群网络资源,集群节点状态（NodeStatus）,根据用户的具体需求，定义、分配共享存储资源，存储集群中的共享数据。集群系统对定义的共享设备进行监控和管理。保障该集群资源正常提供存储服务,.,28,集群资源任务资源管理,根据业务系统的不同，在服务器端运行的数据库系统也各不相同。集群系统对应用系统主要进行以下管理。1、判断应用系统启动/关闭状态是否正常2、运行状态是否正常3、监控特殊条件是否满足,应用系统管理,.,29,集群工作原理,启动,读取配置信息,初始化集群状态,集群系统进入运行状态,监控集群资源状态,.,30,集群监控原理,共享磁盘,心跳网络,用户网络,集群Daemon,集群Daemon,在一个HA系统中，最关键的一点就是要保障业务系统的不间断运行，并能提供准确的故障判断机制来确保业务系统的健壮。,.,31,集群的运行模式,.,32,双节点集群方案应用,主从双机(Active/Standby)是一种一台机器运行业务系统，另外机器处于备援状态的工作模式，是目前采用最多的双机，具有设备利用率低的不足的问题。,CLIENT,SERVER1ACTIVE,LANDERCLUSTERSTANDYBY,SCSI阵列柜,侦测到SERVER1故障发布接管命令,Package1,HEARTBEAT,.,33,双节点集群方案应用,对等双机(Active/Active)是两台服务器分别运行各自业务系统，当其中一台机器出现故障时，另外机器将接管故障机上运行的任务，又称为互为备份方式。是一种具有设备利用率高的部署方式。,CLIENT,SERVER1LANDERCLUSTERACTIVE,SERVER2LANDERCLUSTERACTIVE,SCSI阵列柜,侦测到SERVER1故障发布接管命令,Package1,HEARTBEAT,Package2,.,34,双节点集群方案应用,双机双柜这个方式中配置完全冗余的存储和链路，是一种较少配置的部署方式，只是在具有非常关键业务环境的系统中采用，如证券、医院等。该部署方式避免了存储系统单点故障的问题，同时也有投资代价巨大的不足。,CLIENT,SERVER1LANDERCLUSTERACTIVE,SERVER2LANDERCLUSTERACTIVE,SCSI阵列柜,侦测到SERVER1故障发布接管命令,Package1,HEARTBEAT,Package2,MIRROR,.,35,多节点集群方案应用,一备多这个方式中多个生产服务器工作在一个集群中，配置一台独立备份服务器，任何一个任务停止工作都将由备份服务器作为第一优先主机接管任务，是一种十分科学的部署方式。该部署方式有效的优化了系统结构，同时使整个集群中应用环境达到高可用。,CLIENT,ACTIVESERVER1,STANDEBYLANDERCLUSTER,ACTIVESERVER2,ACTIVESERVER3,FCSWICH,侦测到SERVER1故障发布接管命令,Package1,Package2,每个package包含IP地址系统服务系统进程用户应用,Package3,.,36,多节点集群方案应用,多节点-多机互备这个方式中多个生产服务器工作在一个集群中，通过合理定义备援规则，使环境中服务器相互备援，任何一个任务停止工作都将由其它服务器接管任务，是一种设备利用率最佳的部署方式。该部署方式同样有效的优化了系统结构，需要注意的是在定义备援规则时，仔细分析各服务器处理能力、任务的兼容性问题。,CLIENT,ACTIVESERVER1,ACTIVESERVER4,ACTIVESERVER2,ACTIVESERVER3,FCSWICH,Package1,Package2,Package3,Package4,SERVER1出现故障时，集群根据备援规则切换应用到SERVER2,SERVER1，2同时出现故障时，集群根据备援规则切换所有应用到SERVER3,每个package包含IP地址系统服务系统进程用户应用,.,37,LanderCluster特点,集群配置安装维护简单；自主产权软件产品，支持特殊环境功能定制；实现无人值守，全自动地实现应用资源切换，且图形界面操作，简单方便。对应用程序的灵活监控功能，可以对进程数量、特殊应用进行监控；节点和任务的可伸缩性，集群可实现任务的负载均衡任；通过集群管理平台可以对各操作系统平台集群进行集中统一的管理、图形化远程的管理、监控；支持的节点数2-32个（最大无限制）；任务的备援规则可以灵活配置，