三木聯(lián)合數(shù)據(jù)保護*——NEC ExpressCluster

時間：2012-12-05

NEC ExpressCluster? X 3.0 純軟熱備方式簡介

1 概述

信息化建設的不斷推進，各個企事業(yè)單位的活動越來越多的依賴于其關鍵的業(yè)務信息系統(tǒng)，這些業(yè)務信息系統(tǒng)對整個機構的運營和發(fā)展起著至關重要的作用，一旦發(fā)生宕機故障或應用停機，將給機構帶來**的經(jīng)濟損失。

可見，對那些需要**信息安全和提供不間斷的信息服務的機構來說，業(yè)務系統(tǒng)的容錯性和不間斷性顯得尤為重要。如何**各種關鍵應用持續(xù)運營，達到永續(xù)經(jīng)營的良性循環(huán)，已成為當今企事業(yè)單位和IT領域急需解決的關鍵問題。

2 軟件功能簡介

薈萃NEC技術精華的EXPRESSCLUSTER是一款**的高可用集群軟件產(chǎn)品(雙機熱備集群軟件)，可為您提供Windows和Linux平臺上完整的高可用性解決方案。當集群中的某個節(jié)點由于軟件或硬件原因發(fā)生故障時，集群系統(tǒng)可以把IP、客戶業(yè)務等資源切換到其他健康的節(jié)點上，使整個系統(tǒng)能連續(xù)不間斷的對外提供服務，從而為機構24x365的關鍵業(yè)務提供了**的**，達到了系統(tǒng)99.999%的高可用性和**性。

NEC ExpressCluster? X 3.0 語言支持：中文、英文、日文。

NEC ExpressCluster? X 3.0 較大節(jié)點數(shù)：

支持2~32節(jié)點

NEC ExpressCluster? X 3.0 配置信息備份：集群配置信息可以導入、導出。配置好NEC軟件之后可以選擇導出配置文件保存，如果出現(xiàn)系統(tǒng)宕機，*重新配置NEC軟件，即可恢復集群，可以通過導入配置文件，**建立雙機系統(tǒng)；對于系統(tǒng)更改主機名，IP地址等相應的信息，只需簡單操作就可以完成NEC軟件系統(tǒng)的修改。

NEC ExpressCluster? X 3.0 報警功能：不僅有event log輸出、AlertView顯示、還支持手機短信、Email、旋轉燈方式的通報功能。

NEC ExpressCluster? X 3.0 BS架構管理工具：

實現(xiàn)了Windows和Linux兩個平臺上的產(chǎn)品的管理接口的統(tǒng)一。*屏蔽了平臺差異性。

只要有瀏覽器和Java運行環(huán)境，任何一臺機器都可以進行監(jiān)控，維護和配置操作。

可以在一個頁面上同時顯示多個集群的狀態(tài)，無論是Windows集群還是Linux集群，一目了然。

NEC ExpressCluster? X 3.0 日志收集功能：提供log自動收集工具，可在管理控制臺自動收集所有集群服務器的日志信息，并且可供收集的log種類豐富，除了EC本身的內(nèi)部日志以外，還可收集系統(tǒng)日志、注冊表信息、系統(tǒng)診斷報告等等

NEC ExpressCluster? X 3.0 故障監(jiān)視功能：可以對主機的網(wǎng)卡、本地磁盤、存儲、應用程序、進程、服務、操作系統(tǒng)、服務器自我監(jiān)視等。當主機發(fā)生任何故障后， NEC ExpressCluster? X 3.0將自動、**的把主服務器上的所有資源切換到備服務器上，確保應用程序持續(xù)可用性，**公司業(yè)務的持續(xù)運行。

NEC ExpressCluster? X 3.0 的集群結構： 共享磁盤型、數(shù)據(jù)鏡像型、共享磁盤鏡像型、虛擬平臺集群、無磁盤型、共享和鏡像共存型、NAS型。

NEC ExpressCluster? X 3.0 的運行方式支持： Active/Standby 、Active/Active、N+1備份、M+N備份和遠程集群：

Active/Standby：其中一臺服務器作為 Active 主機，運行重要的應用程序，向客戶端提供各種應用服務，另一臺服務器作為備機，實時監(jiān)控 Active 主機運行情況，只有當 Active 主機發(fā)生故障后，備機才接管 Active 主機上的應用服務。

Active/Active ：每臺主機上運行各自的應用程序。服務器在運行自身的應用服務時，同時也是另一臺主機的備機，即兩臺主機互為備機。

N+1備份：有N臺主服務器上運行各自的應用程序，1臺服務器做為這N臺主服務器的備服務器；當有任何一臺主服務器發(fā)生故障，這臺備服務器就會接管此主服務器上的應用程序。

M+N備份：有M臺主服務器上運行各自的應用程序，N臺服務器做為這M臺主服務器的備服務器；當有任何一臺主服務器發(fā)生故障，這N臺備服務器中對應的那臺應用服務器就會接管此主服務器上的應用程序。

遠程集群：兩座城市之間對應用程序做高可用保護，只有一座城市的應用服務器運行此應用程序，當此應用程序出現(xiàn)故障，另一座城市的服務器馬上接管此應用程序。

NEC ExpressCluster? X 3.0 解決方案：雙機雙柜（數(shù)據(jù)鏡像型）、雙機單柜（共享磁盤型）、雙機無柜（數(shù)據(jù)鏡像型\無磁盤型）、多機單柜（共享型）等等。

NEC ExpressCluster? X 3.0 支持的操作系統(tǒng)：windows、linux等等。

NEC ExpressCluster? X 3.0 支持的數(shù)據(jù)庫：oracle、mssql、sql server、DB2、sybase等等。

NEC ExpressCluster? X 3.0 支持的應用程序：如web、his、lis、pacs、erp、收費、語音、視屏等等，所有的應用程序都支持。

3 集群系統(tǒng)介紹

HA (High Availability)集群

一般提升系統(tǒng)可用性時，會認為對構成系統(tǒng)的組件進行冗余化，消除Single Point of Failure 是重要的。所謂Single Point of Failure 指的是計算機的構成要素(硬件的組件)因為只有一個，所以該處發(fā)生故障時會有使業(yè)務停止的弱點。所謂HA 集群是使用多臺節(jié)點進行冗余化操作、將系統(tǒng)停止時間控制在較小限度，提升業(yè)務可用性(availability)的集群系統(tǒng)。

某些骨干業(yè)務系統(tǒng)等的宕機會給業(yè)務帶來很大影響，因此此類系統(tǒng)不允許停止，需要導入HA 集群。

圖 2-1 HA 集群構成圖

HA 集群可分為共享磁盤型和鏡像磁盤型。以下開始逐一進行說明。

a) 共享磁盤型

集群系統(tǒng)中服務器間**要交接數(shù)據(jù)。將這些數(shù)據(jù)從多個服務器放到象以SAN 連接的FibreChannel 磁盤陣列裝置這樣可以訪問的外置磁盤（共享磁盤）上，通過該磁盤在服務器間交接數(shù)據(jù)即稱為共享磁盤型集群系統(tǒng)。

運行業(yè)務應用程序的服務器(當前服務器)發(fā)生故障時，集群系統(tǒng)查出故障并在交接業(yè)務的服務器(待機服務器)中自動運行業(yè)務應用程序，交接業(yè)務。這稱為失效切換。集群系統(tǒng)交接的業(yè)務由磁盤、IP 地址、應用程序等資源構成。

在沒有集群化的系統(tǒng)中使用其它服務器重啟應用程序時，客戶端**再次連接不同的IP 地址。但是多數(shù)的集群系統(tǒng)里不是以業(yè)務為單位給服務器分配IP，而是分配其他網(wǎng)絡的IP地址(虛擬IP 地址)。因此客戶端沒必要去區(qū)分正在執(zhí)行業(yè)務的是當前服務器還是待機服務器，如同連接同一個服務器一樣，可以持續(xù)的運行業(yè)務。

由于當前服務器宕機發(fā)生失效切換時，共享磁盤上的數(shù)據(jù)沒有進行妥當?shù)慕Y束處理就交接給待機服務器。因此待機服務器中有必要對交接的數(shù)據(jù)進行邏輯檢查。這與一般未集群化的系統(tǒng)宕機后重啟時進行的處理是一樣的。例如，如果是數(shù)據(jù)庫就需要回滾及前滾的處理。由此客戶端僅運行未提交的SQL 文就可以繼續(xù)業(yè)務。

故障發(fā)生后，被查出故障的服務器經(jīng)過物理隔離修復后、只要連接集群系統(tǒng)就可以作為待機服務器恢復運行。重視業(yè)務連續(xù)性的實際操作中，也可以不進行組的故障恢復。如果**要在原來的服務器上運行業(yè)務時，請移動組。

圖 2-2 從發(fā)生故障到恢復的流程

出于失效切換處的服務器配置不夠、雙向待機引起**負荷等理由而希望在原來的服務器上運行業(yè)務時，原來節(jié)點的恢復作業(yè)完成后將暫時停止業(yè)務，在原來的節(jié)點上重啟業(yè)務。將失效切換的組返回原來的服務器稱為故障恢復。

如圖1-3 所示，只有1 個業(yè)務，待機服務器為不運行業(yè)務的待機形態(tài)稱為單向待機。有2個以上業(yè)務，各自的節(jié)點既為當前服務器又為待機服務器的形態(tài)稱為雙向待機。

圖 2-3 HA 集群的運行形態(tài)

b) 鏡像磁盤型（純軟方式）

上述共享磁盤型適用于大規(guī)模系統(tǒng)，但共享磁盤大體價格較高因此構筑系統(tǒng)的成本也會增大。于是，不使用共享磁盤，而是通過將各服務器磁盤在服務器間建立鏡像，可以以較低的價格實現(xiàn)相同功能，這類集群系統(tǒng)稱為鏡像磁盤型集群系統(tǒng)。

但是，由于需要在服務器間為數(shù)據(jù)建立鏡像，因此不適用于需要大量數(shù)據(jù)的大規(guī)模系統(tǒng)。應用程序一發(fā)出Write 請求，數(shù)據(jù)鏡像引擎就會在本地磁盤上寫入數(shù)據(jù)。寫入的數(shù)據(jù)通過心跳線也會給待機服務器分配Write 要求。所謂心跳線是連接在服務器之間的電纜，在集群系統(tǒng)中用于服務器的死活監(jiān)視。鏡像磁盤型中除死活監(jiān)視外還用于數(shù)據(jù)的傳送。待機服務器的數(shù)據(jù)鏡像引擎通過將接收的數(shù)據(jù)寫入待機服務器的本地磁盤中，使當前服務器和待機服務器間的數(shù)據(jù)實現(xiàn)同步。

對于應用程序發(fā)出的Read 請求，僅從當前服務器的磁盤中讀取。

圖 2-4 數(shù)據(jù)鏡像的結構

快照備份就是使用數(shù)據(jù)鏡像的例子。因鏡像磁盤型的集群系統(tǒng)在2 個地方持有共享數(shù)據(jù)，只需將待機服務器從集群分離，即可作為快照備份來保存數(shù)據(jù)。

4 EXPRESSCLUSTER的特點及技術優(yōu)勢

4.1故障偵測機制的強化

EXPRESSCLUSTER提供*的實時故障監(jiān)視，可以監(jiān)視網(wǎng)絡、存儲、服務器、操作系統(tǒng)、應用軟件、EXPRESSCLUSTER自身服務狀態(tài)、待機服務器上的軟硬件資源的狀態(tài)。

EXPRESSCLUSTER的網(wǎng)絡心跳通過系統(tǒng)的內(nèi)核空間進行，不受系統(tǒng)負荷的影響。除了支持網(wǎng)絡心跳外，還可以通過COM口、存儲設備上的特定分區(qū)、以及Ping第三方的方式確認服務器的狀態(tài)。

除了對應用程序和服務進行常規(guī)級別的監(jiān)視外（所謂常規(guī)級別的監(jiān)視，即進程死活級別的監(jiān)視），EXPRESSCLUSTER還提供了一系列監(jiān)視選件產(chǎn)品，如Database Agent、Internet Server Agent、Application Server Agent、File Server Agent等，這些監(jiān)視選件產(chǎn)品定期對應用程序進行實際的訪問處理，探測應用的響應時間，返回結果等狀態(tài)，從而實現(xiàn)對應用程序和服務的僵死狀態(tài)（Stall）的監(jiān)視，為用戶的關鍵業(yè)務系統(tǒng)提供了較深層次的保護。EXPRESSCLUSTER的監(jiān)視選件可以支持4個領域內(nèi)的大部分主流應用，包括數(shù)據(jù)庫服務器、互聯(lián)網(wǎng)服務器、文件服務器和應用服務器等。

4.2 數(shù)據(jù)庫監(jiān)視選件（Database僵死狀態(tài)**）

除了對應用程序和服務的常規(guī)級別的監(jiān)視外(所謂常規(guī)監(jiān)視即進程死活級別的監(jiān)視), EXPRESSCLUSTER還提供了一系列監(jiān)視選項產(chǎn)品，如Database Agent,Internet Server Agent, LAN Agent, File Server Agent等，這些監(jiān)視選項產(chǎn)品可對EXPRESSCLUSTER上運行的數(shù)據(jù)庫等應用程序和服務的僵死狀態(tài)(Stall)進行監(jiān)視,從而為用戶的關鍵業(yè)務系統(tǒng)提供了較深層次的保護。

? 功能簡介

本選件支持的數(shù)據(jù)庫軟件如下所示：

2 Oracle10g/Oracle 9i

2 DB2 Universal Database (V8.1/V8.2)※2

2 Sybase Adaptive Server Enterprise 12.5

2 PostgreSQL

2 PowerGres Plus

2 MySQL

? 監(jiān)視方法概要

本選件提供了可設置在腳本中的監(jiān)控命令，以監(jiān)視數(shù)據(jù)庫軟件的運行。一執(zhí)行本監(jiān)視命令,即開始持續(xù)以參數(shù)所*的間隔對數(shù)據(jù)庫軟件進行監(jiān)視處理,直到查出數(shù)據(jù)庫軟件異常。一旦查出異常,本監(jiān)視命令馬上結束。本監(jiān)視命令通過在EXPRESSCLUSTER的失效切換組中的EXEC資源中描述腳本來使用。一旦查出數(shù)據(jù)庫軟件異常,監(jiān)視命令就馬上結束,根據(jù)EXEC資源的設置，使數(shù)據(jù)庫軟件發(fā)生失效切換或執(zhí)行本地恢復等操作。

4.3 適用平臺范圍的擴大

EXPRESSCLUSTER支持目前國內(nèi)幾乎所有主流的Windows和Linux操作系統(tǒng)平臺，如Windows NT/2000/2003、RedHat、TurboLinux、MiracleLinux、Novell SUSE Linux、RedFlag等。其硬件平臺兼容性好，支持IA32、X86_64、IA64、PPC64等硬件平臺，還可以支持FT服務器、刀片服務器等特殊用途的硬件設備。

EXPRESSCLUSTER支持虛擬環(huán)境。當虛擬計算機上運行的業(yè)務發(fā)生故障時，EXPRESSCLUSTER可以將其切換到另外一個虛擬計算機。如果虛擬機軟件本身發(fā)生故障，或者物理服務器發(fā)生故障，EXPRESSCLUSTER還能夠將虛擬計算機整個切換到另外一臺物理服務器上。除此之外，還可以利用虛擬計算機，對物理服務器進行備份。例如，如果希望利用一臺服務器，分別對運行不同操作系統(tǒng)的物理服務器進行備份，利用虛擬技術與EXPRESSCLUSTER相結合，將很容易就可以實現(xiàn)。

4.4 提供異地災備方案

EXPRESSCLUSTER在應用方式上的另一個創(chuàng)舉就是將鏡像型集群應用于異地災備解決方案中。通常的異地災備解決方案，對網(wǎng)絡環(huán)境要求高、實施復雜、實現(xiàn)成本也比較昂貴。而利用鏡像型集群軟件的異地災備解決方案，不但能夠異地備份業(yè)務數(shù)據(jù)，還可以對軟硬件資源進行監(jiān)視，在主節(jié)點發(fā)生故障時，能夠自動在備份節(jié)點上恢復業(yè)務，將業(yè)務服務的停止控制在較小限度內(nèi)。

并且，EXPRESSCLUSTER還針對單鏈路低帶寬網(wǎng)絡環(huán)境，對鏡像復制功能進行了改造和強化。以前的鏡像型集群中，為了**兩臺服務器上數(shù)據(jù)的一致性，需要等待兩臺服務器上的寫操作全部完成，才會進行下一步的處理。這樣的處理機制在遠程鏡像結構中，由于網(wǎng)絡的延遲和帶寬的影響，會大大影響主服務器上業(yè)務的處理效率。而EXPRESSCLUSTER提供一種異步鏡像的方式，可以將本地磁盤的寫操作和遠程鏡像復制分開，回避遠程復制對業(yè)務處理效率的影響。

利用遠程鏡像型集群實現(xiàn)異地災備，是一個性價比很高的低成本解決方案。特別是對小規(guī)模系統(tǒng)的容災需求，是一個非常好的選擇。

4.5 簡便的維護操作

EXPRESSCLUSTER提供基于B/S結構的標準GUI用戶界面，采用樹狀層級顯示，集群架構清楚明了?；?/span>Java的開發(fā)技術，支持遠程管理與操作，可在統(tǒng)一的界面下，用統(tǒng)一的方式同時管理多個不同平臺上的集群（Windows與Linux集群均可），在集群各個節(jié)點上可以看到同樣詳細的管理信息和管理功能?？梢栽谌罩疽晥D中顯示系統(tǒng)的詳細信息，便于管理者及時發(fā)現(xiàn)集群的各種問題。在發(fā)生故障或進行切換時，系統(tǒng)可以自動向管理員發(fā)送故障通知郵件。還可以通過外接的網(wǎng)絡報警燈設備，進行聲光方式的故障報警。這樣較大的方便了系統(tǒng)管理員的操作和管理。

4.6 簡便易用的集群配置工具

EXPRESSCLUSTER提供集群構筑工具Cluster Builder，標準的GUI界面，操作簡便易行，為管理員提供樹狀圖顯示集群全局，層次分明。通過預先配置集群的各種參數(shù)，當創(chuàng)建集群時只需在構成集群的一臺服務器上讀入集群的配置信息文件，其他的服務器便可自動獲取集群信息并加入到該集群中，這樣就可以同時完成多臺服務器的設置，實現(xiàn)了平滑導入，大大方便了系統(tǒng)管理員的操作。系統(tǒng)將安裝和配置操作分開，可以復制、備份、離線編輯配置文件，不論是聯(lián)機或脫機狀態(tài)，管理員都可以非常方便地修改集群配置信息，一旦發(fā)生故障需要更換服務器時，只需將配置文件導入即可迅速完成恢復。

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三木聯(lián)合數(shù)據(jù)保護*——NEC ExpressCluster
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