综合安全预警监控系统双机热备设计方案

1、综合安全预警监控系统双机热备设计方案背景近年煤矿业日益蓬勃发展， 业内对煤矿生产的安全意识也不断的提高， 特别是近年来一些煤矿的突发事故更是引起了各界的关注， 所以如何能提前监测到事故的发生， 减少事故伤亡成为我们努力的方向。在科技突飞猛进的当下，信息时代的到来无疑给我们开辟了新的思路。 针对煤矿行业的特殊性， 建立煤矿监控的数据平台势在必行， 而且数据的监测一定要保持实时性，连续性，这样才能真正对煤矿生产的安全作出保障。1.1 目的该设计方案主要为了建立实施监控的信息服务平台， 并且能够将服务器的宕机时间降到最低，最大限度的保证平台的实时性和连续性，以保障煤矿的安全生产工作。1.2 适用范围

2、本方案适用于煤矿综合安全预警监控系统的建设需求。 在系统研发与实施阶段， 针对平台实施性与连续性的需求，本方案将起主导性作用。1.3 术语和缩略语综合安全预警监控系统简称监控系统；SqlServer 故障转移集群简称集群；主机：主程序服务器；备机：备用程序服务器；2. 系统应当遵循的标准或规范开发过程严格遵循国家标准- 软件开发规范。3.方案一3.1热备方式故障设备解决方案说明数据库服务器SqlServer 故障转移集群程序服务器心跳连接故障转移主备机之间建立心跳连接，由程序来控制故障转移优点：? 数据的安全性高，该种热备方式将数据库热备工作转嫁给数据库故障转移集群来完成，保证了数据库的完整性

3、与持续性；? 从程序的复杂度来讲，该种方案还是可以接受的，程序不需要考虑数据库服务器故障的因素，只要在两个成服务器之间做故障转移即可。缺点：? 硬件成本会比较高；3.2 物理布局图下位机通信通信备机接管业务主机Socket 通信备机主机收回业务I/OI/OSQL Server 服务集群SQL Service1SQL Service2SQL Service.磁盘阵列3.3 流程图主机故障转移流程图备机故障备机是否存在否主机业务终止是Socket通信备机角色转换：备机主机备机开启所有业务结束备机启动流程图备机启动寻求主机握手握手成功是备机待机否角色转换：备机主机备机开启数据同步备机备机开启所有业务

4、结束心跳连接失败角色转换流程主备机状态迁移心跳连接完好心跳连接失败（非断电）心跳连接恢复机主机主机主机主机备机主机备机备3.4功能设计设定备用程序服务器程序初次启动时，需要设置该程序是主机程序还是备机程序，如果设定的是备机程序， 则需要设定连接的主机 IP ；程序服务器业务接管1）主机发生故障时，备机寻求与主机握手，达到握手次数上限或时间限制仍然握手不成功时，备机自动接管主机的所有业务，并且备机角色转换为主机；2）主机故障修复后重新开始工作时，主机（以备机角色）寻求与备机（已转换为主机角色）握手，达到握手次数上限或时间限制仍然握手不成功时，主机开启所有业务，并转换为主机角色；当主机与备机握手成

5、功时，主机以备机角色待机；3）设定备机接管业务的条件：一是备机寻求与主机握手达到 n 次不成功时，备机接管业务，二是备机寻求与主机握手达到 n(n 5) 分钟时，备机接管业务。这两种方式可以让用户选择。4）当业务在主备机之间成功切换之后，界面上要通知用户，后台要记录日志。5）当两台服务器同时运行时，可以手动切换两台服务器的主备机角色。6）可以设定程序服务器的优先级；当程序服务器之间心跳连接断开时，两台服务器都将已主机身份开启业务，待心跳连接恢复后，可以根据优先级切换主备机角色。数据库服务器故障转移采用 SQLServer 故障转移集群服务； 一个群集看上去就像是一个服务器对外提供服务，但实际上

6、是由一组协同工作以提高服务和应用程序可用性的独立计算机组成的， 这些独立计算机我们称之为群集服务器或节点。 多个节点之间由物理电缆和软件连接。 如果其中一个节点出现故障，另外一个节点就会通过“心跳感应”而开始提供服务；集群架设步骤请参阅： Windows2008+SqlServer2005 故障转移集群架设说明 .doc 3.5 非功能性需求3.5.1 硬件环境主要属性详细要求应用程序服务器2台，建议双网卡数据库服务器2台以上，双网卡磁盘阵列1台3.5.2 软件环境主要属性详细要求应用程序服务器Windows Server 2003/2008 Enterprise数据库服务器Windows S

7、erver 2003/2008 Enterprise服务器端数据库软件SQLServer 2005 Enterprise网络环境主要属性详细要求局域网100M/1000M其它4. 方案二4.1 热备方式故障设备解决方案说明数据库服务器SqlServer 故障转移集群WCF服务宿主到专用的系统服务，将程序服务器通用服务故障转移集群系统服务加到集群服务中优点：? 数据的安全性高，该种热备方式将数据库热备工作转嫁给数据库故障转移集群来完成，保证了数据库的完整性与持续性；? 程序服务安全性高，该方案将程序热备工作转嫁给 Windows故障转移集群来完成，保证了程序运行的稳定性和持续性；? 从程序的复杂

8、度来讲，该种方案不需要考虑程序在主备机之间切换的流程，大大降低了程序的复杂度；缺点：? 硬件成本会比较高；4.2 物理布局图物理布局图 1Client1Client2Client.人机交互APP服务集群通信下位机System Service1System Service1System Service.I/OSQL Server 服务集群SQL Service1SQL Service2SQL Service.磁盘阵列物理布局图 2Client1Client2Client.人机交互APP服务 +SQLServer服务集群通信下位机System Service1SQL Service1System

9、Service1SQL Service2System ServiceSQL Service.磁盘阵列4.3 流程图无。4.4 功能设计数据库服务故障转移采用 SQLServer 故障转移集群服务； 一个群集看上去就像是一个服务器对外提供服务，但实际上是由一组协同工作以提高服务和应用程序可用性的独立计算机组成的， 这些独立计算机我们称之为群集服务器或节点。 多个节点之间由物理电缆和软件连接。 如果其中一个节点出现故障，另外一个节点就会通过“心跳感应”而开始提供服务；集群架设步骤请参阅： Windows2008+SqlServer2005 故障转移集群架设说明 .doc 4.4.2 通用服务故障转

10、移将 WCF宿主的系统服务架设到Windows故障转移集群中，由集群来管理故障转移工作；4.5 非功能性需求4.5.1 硬件环境主要属性详细要求应用程序服务器 +2台以上，双网卡数据库服务器磁盘阵列1台4.5.2 软件环境主要属性详细要求应用程序服务器 +Windows Server 2003/2008 Enterprise数据库服务器服务器端数据库软件SQLServer 2005 Enterprise网络环境主要属性详细要求局域网100M/1000M其它5.方案三5.1热备方式故障设备解决方案说明数据库服务器程序热备两台独立的 SqlServer 服务器建立发布 - 订阅的关系，同步两台服务

11、器的数据程序服务器心跳连接故障转移主备机之间建立心跳连接，由程序来控制故障转移优点：? 硬件投入成本低；缺点：? 数据的安全性较低，当一台服务器故障时，无法做到数据实时同步；? 存储效率低，需要程序来维护数据同步的问题，势必给程序造成额外开销。? 程序复杂度比较高，该种方案需要考虑程序在主备机之间切换的流程，另外还需要考虑主备数据库之间数据同步的工作。5.2 物理布局图下位机通信通信备机接管业务主机Socket通信备机主机收回业务I/OSQL Server1SQL Server2开启 /关闭数据同步DB1DB2开启 /关闭数据同步DB2DB1_ISO_ISO5.3 流程图主机故障转移流程图主机

12、故障备机是否存在否是Socket通信备机角色转换：备机主机备用数据库是否存在否是数据同步备机开启业务主机业务终止结束备机开启流程图备机启动寻求与主机握手握手成功否角色转换：备机主机备机备用数据库是否存在是数据同步是备机待机否定期数据同步备机开启业务结束心跳连接失败角色转换流程主备机状态迁移心跳连接完好心跳连接失败（非断电）心跳连接恢复机主机主机主机主机备机主机备机备5.4功能设计设定备用程序服务器程序初次启动时，需要设置该程序是主机程序还是备机程序，如果设定的是备机程序， 则需要设定连接的主机 IP ；程序服务器业务接管1）主机发生故障时，备机寻求与主机握手，达到握手次数上限或时间限制仍然握手

13、不成功时，备机自动接管主机的所有业务，并且备机角色转换为主机；2）主机故障修复后重新开始工作时，主机（以备机角色）寻求与备机（已转换为主机角色）握手，达到握手次数上限或时间限制仍然握手不成功时，主机开启所有业务，并转换为主机角色；当主机与备机握手成功时，主机以备机角色待机；3）设定备机接管业务的条件：一是备机寻求与主机握手达到 n 次不成功时，备机接管业务，二是备机寻求与主机握手达到 n(n 5) 分钟时，备机接管业务。这两种方式可以让用户选择。4）当业务在主备机之间成功切换之后，界面上要通知用户，后台要记录日志。5）当两台服务器同时运行时，可以手动切换两台服务器的主备机角色。6）可以设定程序

14、服务器的优先级；当程序服务器之间心跳连接断开时，两台服务器都将已主机身份开启业务，待心跳连接恢复后，可以根据优先级切换主备机角色。数据同步1）程序启动时，如果监测到多节点数据库服务器，则需要做数据同步；2）可以制定数据同步计划，该同步计划在主备机上都可以运行，备机处于待机状态时，默认开启数据同步计划；3）可以手动开启和停止数据同步计划；5.4.4 硬件环境主要属性详细要求应用程序服务器2台，建议双网卡数据库服务器2台以上交换机1台软件环境主要属性详细要求应用程序服务器Windows Server 2003/2008 Enterprise数据库服务器Windows Server 2003/2008 Ent