双机热备原理及安装

#双机热备原理及安装一、双机热备原理简述双机热备份技术是一种软硬件结合的较高容错应用方案。该方案是由两台服务器系统和一个外接共享磁盘阵列柜（也可没有，而是在各自的服务器中采取RAID卡）及相应的双机热备份软件组成。在这个容错方案中，操作系统和应用程序安装在两台服务器的本地系统盘上，整个网络系统的数据是通过磁盘阵列集中管理和数据备份的。数据集中管理是通过双机热备份系统，将所有站点的数据直接从中央存储设备读取和存储，并由专业人员进行管理，极大地保护了数据的安全性和保密性。用户的数据存放在外接共享磁盘阵列中，在一台服务器出现故障时，备机主动替代主机工作，保证网络服务不间断。双机热备份系统采用“心跳”方法保证主系统与备用系统的联系。所谓“心跳”，指的是主从系统之间相互按照一定的时间间隔发送通讯信号，表明各自系统当前的运行状态。一旦“心跳”信号表明主机系统发生故障，或者备用系统无法收到主机系统的“心跳”信号，则系统的高可用性管理软件认为主机系统发生故障，主机停止工作，并将系统资源转移到备用系统上，备用系统将替代主机发挥作用，以保证网络服务运行不间断。双机热备份方案中，根据两台服务器的工作方式可以有三种不同的工作模式，即：双机热备模式、双机互备模式和双机双工模式。双机热备模式即目前通常所说的active/standby方式，active服务器处于工作状态；而standby服务器处于监控准备状态，服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写入（通常各服务器采用RAID磁盘阵列卡）保证数据的即时同步。当active服务器出现故障的时候，通过软件诊测或手工方式将standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。典型应用在证券资金服务器或行情服务器。这是目前采用较多的一种模式，但由于另外一台服务器长期处于后备的状态，从计算资源方面考量，就存在一定的浪费。双机互备模式，是两个相对独立的应用在两台机器同时运行，但彼此均设为备机，当某一台服务器出现故障时，另一台服务器可以在短时间内将故障服务器的应用接管过来，从而保证了应用的持续性，但对服务器的性能要求比较高。配臵相对要好。双机双工模式：是目前cluster（群集:群集包括两种，一种是网络负载平衡，别一种是服务器群集。这里的双机双工模式是属于网络负载平衡群集。）的一种形式，两台服务器均为活动，同时运行相同的应用，保证整体的性能，也实现了负载均衡和互为备份，需要利用磁盘柜存储技术（最好采用San方式）。WEB服务器或FTP服务器等用此种方式比较多。双机热备与数据备份的关系一些用户在规划双机热备或双机备份时，会有这样的问题：我已经有了RAID，以及磁带备份，还有必须做双机吗？或者，如果我做了双机备份，还有必要做磁带备份吗？应该说RAID和数据备份都是很重要的。但是，RAID技术只能解决硬盘的问题，备份只能解决系统出现问题后的恢复。而一旦服务器本身出现问题，不论是设备的硬件问题还是软件系统的问题，都会造成服务的中断。因此，RAID及数据备份技术不能解决避免服务中断的问题。对于需要持续可靠地提供应用服务的系统，双机还是非常重要的。只要想一想，如果你的服务器坏了，你要用多少时间将其恢复到能正常工作，你的用户能容忍多长的恢复时间就能理解双机的重要性了。从另外一个方面，RAID以及磁带备份也是非常需要的。对于RAID而言，可以以很低的成本大大提高系统的可靠性，而且其复杂程度远远低于双机。因为毕竟硬盘是系统中机械操作最频繁、易损率最高的部件，如果采用RAID，就可以使出现故障的系统很容易修复，也减少服务器停机进行切换的次数。数据备份更是必不可少的措施。因为不论RAID还是双机，都是一种实时的备份。任何软件错病毒影响、误操作等等，都会同步地在多份数据中发生影响。因此，一定要进行数据的备份（不论采取什么介质，都建议用户至少要有一份脱机的备份），以便能在数据损坏、丢失时进行恢复。镜像方式在传统高可用性双机系统中需要通过共享存储来实现数据的共享提升性能，但这也增加了可用性系统的成本。镜像方式允许用户将数据保留在本地硬盘，通过镜像软件、以太网络基础环境、TCP/IP协议，在两台主机之间实现了数据的实时镜像，不需要额外的存储投资。二、双机热备安装2.1.双机热备的广义与狭义从广义上讲，双机热备（双机容错）就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。双机热备由备用的服务器解决了在主服务器故障时服务不中断的问题。但在实际应用中，可能会出现多台服务器的情况，即服务器集群双机热备一般情况下需要有共享的存储设备。但某些情况下也可以使用两台独立的服务器实现双机热备，需要通过专业的集群软件或双机软件。从狭义上讲，双机热备特指基于active/standby方式的服务器热备。服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写，或者使用一个共享的存储设备。在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会通过双机软件的诊测（一般是通过心跳诊断）将standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。2.2.双机热备知多少？问：能解释一下什么是双机热备吗？答：所谓双机热备，就是将中心服务器安装成互为备份的两台服务器，并且在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会迅速的自动启动并运行（一般为2分钟左右）从而保证整个网络系统的正常运行！双机热备的工作机制实际上是为整个网络系统的中心服务器提供了一种故障自动恢复能力。问：什么时候需要双机热备呢?答：这个问题其实比较简单，一般服务器要长年累月的工作，其备份工作就绝对少不了。所以，决定是否使用双机热备，笔者觉得应首先对系统的重要性，以及终端用户对服务中断的容忍程度进行考虑，然后再来决定是否使用双机热备。比如网络中的用户最多能容忍多长时间恢复服务？如果服务不能很快恢复会造成什么样的后果等等。问：已经采取了RAID技术和数据备份技术，还有必要做双机热备吗?答：这其实没有个明确的区分，RAID和数据备份都同等重要！数据备份只能解决系统出现问题后的恢复；而RAID技术，以笔者的使用经验来看又只能解决硬盘的问题。我们知道，当服务器本身出现问题时，不论是设备的硬件问题还是软件系统的问题，都会造成服务的中断，而RAID及数据备份技术恰恰就不能解决避免服务中断的问题。所以，对于高安全需求、持续可靠的提供应用服务的网络系统来说，双机热备还是非常重要的。其实我们可以这样想：如果你的服务器坏了，你要用多少时间将其恢复到能正常工作？这样你就能理解双机热备的重要性了！问：双机热备方案与集群的区别?答：从概念上来讲，双机热备属于集群中的一种。集群一般包括两类：一类是纯应用服务器的集群，即各个应用服务器都访问统一的数据库服务器，但彼些并不需要文件共享存储等，这种集群是比较简单的。另一类是数据库服务器的双机热备，这种双机热备实现，一般是两台服务器同时使用共享的存储设备，并且在普遍的情况下，均采取主、备的方式（也有高端的系统采用并行的方式，即两台服务器同时提供服务）。问：数据库服务如何使用双机热备？答：通过软件方式实现双机热备。即不采用共享的存储设备，而是本机数据可以直接在多台主机间流动。显而易见，此种方式最大的优点就是节约了昂贵的存储设备投资，而其缺点也不难发现：会产生数据的前后不一致、或者会影响数据库读取的速度。我们看看这样一个例子：如果在服务中断时切换到备份服务器，则可能有少量已经在主机完成的事务在备机上尚未实现。而与备份数据的恢复不同，备机启动后，后面的*作已经进行，因此丢失的数据包要找回就相当难。故此种方式适用于对于丢失少量数据不是非常敏感的系统。在这儿提一下标准的解决方法，即基于共享存储设备和双机软件实现双机热备。它可以在无人值守的情况下提供快速的切换，并且不会有数据丢失现象，而购买存储设备等投资也会比较高。问：如何选择与实施双机热备的配臵方案?答：1.以应用为主导，进行认真的分析。以高可用性为宗旨。考虑是采用数据库双机热备还是应用服务器集群、还是软件备份方式。选择确定具体的设备、软件的型号等。笔者在这里提醒大家，不同的软件或是硬盘等存储设备，他们之间存在兼容性的问题，因此在购买之前应咨询专业人员，不要出现采购了双机软件对相关的存储设备存在不兼容等现象。在实施完成后，一定要进行测试，以确保工作正常，而且应注意在运行过程中定期的对系统是否能够正常切换进行测试。硬件配臵必须完全一样吗？理论上没有要求必须一样，但是实际应用上，最好一样的硬件配臵。不一样可以用吗？有什么区别？不一样可以用，但是稳定性上差一些。WIN2003做双机，必须两个机器安装的操作系统序列号不同吗？没有这个要求，主要是看你买的是什么版本了2.3.IBM基于SERVERAID6M卡的Win2000双机热备安装硬件需要：1．IBMX-Series服务器两台，要求两台硬件配臵相同2．外臵磁盘扩展柜一台（例如EXP300、EXP400）3．ServeRaid6M*24．外臵SCSI电缆两条（P/N:03K9195）5．网络适配卡四块（由于主机服务器上一般至少有一块网卡，所以可以根据实际情况来决定是否另行购买）6．心跳线（交叉双交线）软件需要：1．IBMx-server自带ServeRaidCD6.1.24或更新版本CD2．Windows2000AdvancedServerCD安装Cluster,客户需要购买两套Windows2000advancedServer3．其他相关的软盘（例如网卡驱动等会随选件购买而带）硬件安装步骤：1．连接好主机，键盘，鼠标，显示器2．分别插入主机和磁盘扩展柜的硬盘3．打开主机箱盖，依次插入ServeRaid6M卡和网络适配卡4．用SCSI电缆（03K9195）将每一台主机的ServeRaid6M卡和磁盘扩展柜后端接口相连5．将每台主机中一块网卡用直连线连接6．将每台主机中的另一块网卡和网络连接7．接好主机的磁盘扩展柜的电源软件安装步骤：（1）安装操作系统1．打开ServerA,关闭ServerB,磁盘扩展柜保持在关机状态2．安装Windows2000AdvancedServer操作系统注：在安装Windows2000过程中要按[F6]添加ServeRaid卡驱动3．打开ServerB,关闭ServerA,磁盘扩展柜保持在关机状态4．安装Windows2000AdvancedServer操作系统5．完成后关闭ServerB。6．配臵网络。每台服务器有两个网卡，它们分别用于互相通讯（心跳线，heartbeat）和外部网络流量（LAN）。所以我们在网络的属性中为它们重命名为LAN和HeartBeat。给两个节点的四块网卡分配的IP地址如下表：LANHeartBeatDNSClient服务器A从从到54服务器B按照上表配臵完后，请运行ipconfig/all命令来确认所有的IP地址已经设臵并应用正确了。在服务器A上Ping服务器B的IP地址，确认能够通。7．将两台机器分别提升为同一个域中的DC。都安装DNS服务。建立和加入到同一个域（Domain）的具体步骤如下：下面步骤将在服务器A上执行。它将为你的Cluster系统建立一个域控制器（DC）。1）用run命令（Start??Run）执行dcpromo命令。“ActiveDirectoryInstallationWizard”启动起来了。2）创建一个新的域的DC（DomainControllerforanewdomain）再按Next。3）选“CreateANewDomainTree”，再按Next。4）选“CreateANewForestOfDomainTrees”，再按Next。5）当提示“FullDNSNameForTheNewDomain”时输入域名“DOMAIN”。6）注意：服务器A提升成DC前，可以把LAN网卡TCP/IP设臵中的DNS地址设为本身IP，即。在把服务器B提升为DC时，要把LAN网卡TCP/IP设置中的DNS地址设为服务器A的IP，即。否则服务器B就会找不到DNS服务器。两个节点都成为DC后，都得安装DNS服务（除非网络中另有一个DNS服务器），所以服务器B成为DC后就要把DNS设置该为本身IP和服务器A的IP，即作为首选的DNS，而作为副选的DNS。然后服务器A的两个DNS服务器IP为和。如果网络中另有一个DNS服务器，那么提升服务器A、B时只需把LAN网卡TCP/IP设置中的DNS地址设为该DNS服务器即可（不推荐）。7）接受默认产生的DomainNetBIOSName，再按Next。8）接受DefaultDatabaseAndLogLocations，再按Next。9）接受DefaultSharedSystemVolume，再按Next。10）当DNSServerCannotBeFound信息出现时，按OK。11）选Yes，InstallDNS，再按Next。12）选PermissionsCompatibleOnlyWithWindows2000Servers，再按Next。13）当提示要“Administratorpassword”，输入口令，再按Next。14）之后会显示总信息，按Next。进行ConfigureActiveDirectory的*作。提示插入CD盘，选，进行DNS安装。15）Wizard完成，按Finish。在服务器A重起后，我们可以用dcpromo命令提升服务器B。选“Additionaldomaincontrollerforanexitingdomain”，在“NetworkCredentials”中加入网络用户名（可用administrator）和口令。（Username,Password,Domain）,选，然后在“AdditionalDomainController”中，填DNS域全名，选。在“Databaseandloglocations”项中，点。到“SharedSystemVolume”项点。输入用户名（可用administrator）和口令；显示总结信息后，确认把该服务器作为可用服务器A的附加服务器。点。显示构造进程，进行构造。构造好后，选。Restart服务器。服务器B就加入到上面所建立的域中（2）配臵共享硬盘把磁盘扩展柜正常开启然后打开ServerA，把ServeRaidCD放入ServerA光驱，使服务器通过CD引导启动。系统启动到“ServeRaidManager”窗口，在右边的窗口点中“Controller"图标按鼠标右键，选择“RestoretoFactoryDefaultSetting”点中“Controller"图标按鼠标右键，选择“CreateArray”选择“CustomeConfiguration”，然后按“NEXT”根据客户自己的需求创建阵列和逻辑驱动器（注意：共享柜中的每个阵列中只能有一个逻辑驱动器，而且它的RAID级别最好为5）13.鼠标右键点击“Controller”,选择“ClusterAction”，然后选择“ConfigureforClustering”然后会弹出一个窗口（以ServeRaid4LX单通道卡为例）ControllerName:Node_APartnerName:Node_BChnnel1:6LogicalDrive1:shared,Mergegroup=1（共享盘柜）（注意：如果是ServeRaid4MX双通道卡服务器上的硬盘和共享盘柜在同一阵列卡上，那么本地硬盘所在逻辑驱动器选择Non-shared模式；而共享硬盘所在的逻辑驱动器选择Shared模式）如图所下：ControllerName:Node_APartnerName:Node_BChnnel1:6LogicalDrive1:Non_sharedMergegroup=200（服务器上的本地硬盘）LogicalDrive2:sharedMergegroup=1（共享盘柜）14．等待硬盘初始化和同步完成后，退出配臵工具，并且关闭ServerA.打开ServerB,关闭ServerA。磁盘扩展柜保持开机状态.。把ServeRaidCD放入ServerB光驱，使服务器通过CD引导启动。系统启动到“ServeRaidManager”窗口，在右边的窗口点中“Controller"图标按鼠标右键，选择“RestoretoFactoryDefaultSetting”点中“Controller"图标按鼠标右键，选择“ClusterActions”然后选择“ConfigureforClustering”ControllerName:Node_BPartnerName:Node_AChnnel1:719.等待硬盘初始化和同步完成后，退出配臵工具，并且关闭ServerB.（3）建立安装Cluster20.登录进入ServerA服务器，插入ServeRaidCD。复制“Win2ksrv\cluster\Support”下的“ipshahto.exe”到桌面，再把“Win2ksrv\cluster”目录复制到桌面。运行ipshahto.exe文件。这将对共享硬盘进行强行接管。21.用“磁盘管理器”对磁盘阵列柜中的硬盘分配盘符，进行格式化，并设卷标为“Z:：（注意：两台服务器对共享硬盘的盘符，硬盘大小，卷标名称应该相同；而且格式时选择NTFS模式）22．关闭ServerA。23．打开ServerB。24．登录进入ServerB服务器，插入ServeRaidCD。复制“Win2ksrv\cluster\Support”下的“ipshahto.exe”到桌面，再把“Win2ksrv\cluster”目录复制到桌面。运行ipshahto.exe文件。这将对共享硬盘进行强行接管。25．用“磁盘管理器”对磁盘阵列柜中的硬盘分配盘符，进行格式化，并设卷标为“Z：”（注意：两台服务器对共享硬盘的盘符，硬盘大小，卷标名称应该相同；而且格式时选择NTFS模式）26．完成后关闭ServerB（4）安装MSCS：27．登录ServerA,在控制面板中选择“add/removeprograms”，选择“ClusterService”然后继续（此时应将AdvancedServerSetupCD插入光驱）28．此时Cluster配窗口出现，按“Cancel”，然后按“Yes”（注意：选择Cancel的目的是在安装MSCS之中加入IB