集群軟件

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一、 需求分析

上海小松的IT系統對用戶的業務生產的支持非常重要，所以IT系統的穩定是用戶業務生產穩定的基礎。目前的IT環境是在沒有冗余和備份機制的基礎上運行，存在巨大的風險。前面一段時間曾經出現過一次HP服務器由于電源風扇問題而Down機的情況；最近由于Domino的bug也使得系統出現過幾次Domino異常終止的情況。 所以需要建立一套冗余機制，能夠實現服務的不中斷運行（如果一臺服務器出現問題，或者一個應用出現問題，那么可以直接切換到冗余的服務器上）；同時建立備份機制（例如：磁帶備份）和監控機制（事前預防）。

上海小松目前規劃建設4臺服務器做雙機熱備冗余，全部為WINDOWS  SERVER，，該四臺服務器中的數據需要高速存儲到磁盤陣列中，其傳輸速率不能低于2GB/S，同時每天需將在固定的時間內段將鏡像數據再備份到二級存儲設備---磁帶庫上，與此同時要求磁盤陣列中的數據存儲裸容量不能低于1TB，并提供相應的高安全級別RAID進行數據保護，對于磁帶庫設備，其備份的數據容量不能少于1TB，這些數據必須保證至少2個月的保存時間。備份軟件必須采用全自動備份和高性能恢復程序。

二、 設計原則

基于以上的需求和我公司對此項目的了解。我們認為系統方案的設計目標是構造一個功能齊全、運行高效、使用靈活、維護方便、易于擴展、投資省、安全可靠的系統解決方案，為了達到這個目標，必須遵守以下幾個設計原則。

2.1 高可用性

系統方案的高可用性是信息系統長期有效使用的關鍵。NEC提供的系統方案大到設備與設備的連接，設備與網絡的連接；小到存儲設備的接口，內部高速緩存，都考慮到了充分的冗余。

2.2 可擴充性

在發展迅速的信息領域，應用環境、系統的硬件或軟件都會不斷地加以更新，因此，系統的可擴充性以及前后兼容一致性好壞決定著企業信息系統的發展。本方案的設計，硬件/軟件是建立在廣泛的可升級基礎之上的，NEC提供支持靈活的升級方案。

2.3 經濟性及投資保護

性能價格比是我們在本方案中充分考慮的因素。投資保護不僅僅是對設備產品等，更應該是對人和知識產品的保護。

三、 系統方案介紹

3.1 EXPRESSCLUSTER解決方案

針對用戶對系統的可靠性和容錯能力的要求，建議用戶選擇NEC EXPRESSCLUSTER的高可用集群解決方案，來實現系統中數據庫服務器（MSSQL2000）、Web服務器（Websphere）的服務、郵件Domino7以及業務數據的備份，從而達到系統的高度可靠性和容錯能力。

EXPRESSCLUSTER是NEC的一款專業的高可用集群軟件。它可以對系統的軟硬件狀況實時進行監控，在服務器發生異?；蝈礄C時，可以自動將服務切換到備份服務器上運行，實現系統的高可用性。系統結構示意圖：

（1） 同時使用網絡存儲設備和服務器本地磁盤間的鏡像

EXPRESSCLUSTER可以支持在一個集群系統中同時使用網絡存儲設備和磁盤鏡像功能。這樣既可以使用大容量存儲設備來保存全部的履歷數據，又可以對本地的常用數據進行實時的鏡像復制。

磁盤鏡像功能是將用戶數據存儲于各自服務器的本地磁盤分區上，通過鏡像引擎將數據進行實時復制備份。數據存儲于不同服務器內的鏡像盤上也避免了單點崩潰的可能性，增加了數據的安全性及系統的可用性。

而且，使用網絡存儲和鏡像方式構筑集群系統，兩臺服務器之間的距離不受外部存儲設備連接線的限制，可以將兩臺服務器放置在不同的位置。

（2） 兩臺服務器互為備份

Webshpere和MSSQL2000可以分別運行在兩臺服務器上，并互為備份關系。當任何一個應用發生故障時，再切換到另外一臺服務器上運行，這種配置方式可以充分利用服務器資源，避免硬件浪費。并且可以分散兩種應用的負荷，提高可用性和系統的整體處理能力。增加ExpressCluster X Application Server Agent 1.0 for Windows，對Websphere 應用進行深層次***，保證僵死狀態事故發生，提高預警功能。

Domino同樣分別運行在兩臺服務器上，并互為備份關系。當任何一個應用發生故障時，再切換到另外一臺服務器上運行；增加ExpressCluster X Internet Server Agent 1.0 for Windows，對IIS應用進行深層次***，保證僵死狀態事故發生，提高預警功能。

（3） 故障探測機制

首先，ExpressClsuter的各種***器模塊可以對系統的狀況進行全方位的***。***對象包括，服務的進程、操作系統、服務器、本地磁盤、網絡存儲以及網絡連接、磁盤連接、UPS等（如下圖所示）。涵蓋了系統對外提供服務所依賴的每一個環節。

（4） 應用軟件的深層次故障***

一般的集群軟件在***應用程序時，應用程序若啟動失敗或服務異常停止，通常能夠檢測到并使其發生失效切換。但應用程序在啟動后若僵死(Stall)或發生處理錯誤則無法檢測到。

EXPRESSCLUSTER不但能夠做到進程級別的***， 通過使用Agent模塊***到數據庫和Web服務器等應用的僵死狀態和處理錯誤。這樣可以更有效地在集群系統中***應用程序。

EXPRESSCLUSTER的Agent的***原理是通過模擬一個客戶端，嘗試執行數據庫或Web訪問來間接地實現。當Agent的訪問失敗或得到異常的結果，則發出通報并進行失效切換等相應處理。

（5） 故障處理機制

根據資源和故障發生位置的特性，對于每一種故障，ExpressCluster可以分別設置不同的處理和自我恢復策略。處理方式包括，單個應用或資源的本地重啟動，以組為單位的本地重啟動，切換到備份服務器，重啟動服務器或關機等。

例如：在軟件服務發生故障時，可以選則首先嘗試本地恢復，本地恢復失敗再切換到本分服務器運行，這樣可以減少切換時間，提高恢復速度。而由于硬件卸載失敗導致切換失敗時，可以選擇關閉操作系統來強制切換等。

此外，在發生故障時，EXPRESSCLUSTER還可以進行事件通報，郵件通知等處理。

四、 用戶評價：

上海小松IT科的馬科長說到：“NEC高可用集群軟件EXPRESSCLUSTER在我公司中的應用非常成功，實施以來，整個系統一直穩定運行，給我們工作壓力減輕許多，NEC雙機軟件實時的保證我們的Domina系統、數據庫服務的正常工作。