基于Linux的容错热备份系统的研究与实现

1、基于Linux的容错热备份系统的研究与实现论文导读：容错热备份系统就是指由至少一台主机，一台备机组成的一个集群，当在主机上运行的应用程序或者控制系统由于外界各种未知的干扰，而出现了停止，数据损坏或者丢失的情况下，集群会自动将主机上运行的应用程序或者控制系统切换到备机上继续运行，并且保证网络ip地址也随之进行切换，保证数据同步，使数据不丢失，不损坏。本文主要研究了容错热备份系统的切换可靠性，方案的可用性以及监控过程中的心跳机制和切换当中的数据同步。N对1的热备份方案主要采用的是非对称的故障切换模式，提供了一个专用的备份服务器，整个集群中的N台主机对应一个备机，当任何一台主机发生故障时，集群会将该

2、主机的应用程序切换到这一台备机上，由于提供了专用备机，没有在同一台计算机上运行多个应用程序而互不兼容的风险。以上三种情况下，该容错热备份系统均能成功检测并且平滑切换，保证了数据同步，数据信息无损失。关键词：热备，集群，容错，数据同步，心跳机制，高可用性0.概述容错热备份系统就是指由至少一台主机，一台备机组成的一个集群，当在主机上运行的应用程序或者控制系统由于外界各种未知的干扰，而出现了停止，数据损坏或者丢失的情况下，集群会自动将主机上运行的应用程序或者控制系统切换到备机上继续运行，并且保证网络ip地址也随之进行切换，保证数据同步，使数据不丢失，不损坏。论文参考网。本文主要研究了容错热备份系统的

3、切换可靠性，方案的可用性以及监控过程中的心跳机制和切换当中的数据同步。分别验证了“N对1”和“N加1”的热备份方案。1.容错热备份系统的原理介绍Veritas ClusterServer(VCS)，是一种高可用性集群软件，主要用在双机热备，容错系统中，保护数据，保持不间断服务。本文即采用Symantec公司的VCS软件达到对应用程序中进程的监控和切换。VCS使用的心跳协议是低延迟传输协议(LLT, Low LatencyTransport)，LLT协议比IP协议更快并且可靠， LLT协议上方为组成员和广播协议(GAB, Group MembershipService Broadcast)，由其

4、发送广播。GAB为多点对多点的传输协议，有信息传输的安全保障功能， GAB驱动LLT，为整个集群提供了可靠的数据传输。高可用进程(High availability Daemon, HAD)是VCS的主要进程，在GAB上层注册，用以监控管理集群中物理机器的状态。在以上这些协议以及进程之上，VCS中，代理是最上层提供管理资源的逻辑的多县城进程。针对每个资源类型，都有相应的代理，监视对应类型的资源。原理构架如图一所示：图一 VCS原理构架2.容错热备份系统的方案对比本文采取的容错热备份方案有以下两种：N对1热备份方案和N加1热备份方案。论文参考网。论文参考网。2.1 N对1热备份方案N对1的热备份

5、方案主要采用的是非对称的故障切换模式，提供了一个专用的备份服务器，整个集群中的N台主机对应一个备机，当任何一台主机发生故障时，集群会将该主机的应用程序切换到这一台备机上，由于提供了专用备机，没有在同一台计算机上运行多个应用程序而互不兼容的风险。2.2 N加1热备份方案N加1热备份方案主要采用的是对称故障切换模式，该方案下，不需要专门的冗余服务器，集群中的一台额外服务器只是用作备份容量，集群中的某台主服务器出现故障时，可以通过之前的配置，切换到集群中任意一台机器上，任何服务器可以为其它服务器提供冗余。3.容错热备份系统的实现及验证结论本文的实验环境采用3台Linux操作系统的计算机作为容错热备份

6、系统的物理节点，挂接磁盘，分别用来验证N对1和N加1方案的可行性。本文论证了三种情况：1.杀死主机上正在运行的应用程序的进程（即可认为是应用程序出现问题的情况）；2.主机与公网断网的情况；3.主机意外宕机的情况。以上三种情况下，该容错热备份系统均能成功检测并且平滑切换，保证了数据同步，数据信息无损失。通过对容错热备份系统的深入研究，以及多种不同热备份方案的比较，得出以下结论：本文采用的容错热备份系统，适用性广泛，对于各种不同的领域，均可达到网络信息与服务高可靠性的持续运行，并且保证数据的同步。【参考资料】1张艳,李舟军,何德全.灾难备份和恢复技术的现状与发展J.计算机工程与科学,2005,(02).2刘迎风,祁明.容灾技术及其应用J.计算机应用研究,2002,(06).3刘卫平.网络存储中的数据容错与容灾技术研究D.西北工业大学, 2006.4于雪松,王孝良,张雪源.具有双机热备功能智能电网数据采集系统J.东北电力技术2010,(01).5王丽华.计算机容错系统的体系结构与安全性研究D.西南交通大学,2002.6李海山.面向恢复的容错计算机技术研究D.哈尔滨工程大学,2007.7何晓琴,胡勇,常有渠.一种低成本的数据库热备份方法J.重庆电力高等专科学