双机备份集群解决方案全面系统介绍

思考的牛

一、双机方案背景：

信息服务已成为企业日常活动中十分重要的一个组成部分，系统管理员必须不断的监视信息系统，以提供不间断、可靠而又实时的服务。性能、价格和可靠性是企业信息化过程中，人们普遍关心的三大要素。目前，国内许多行业和企业在信息化的过程中，都选用了价格低廉而性能高效的开放系统平台。这种系统平台给用户带来性价比优势的同时，由于系统的复杂性和开放性以及应用环境的多样化，也给应用系统的运行带来了许多不确定因素。这些因素严重威胁着应用系统的稳定有效运行，有时甚至会引发系统的瘫痪。

双机容错是计算机应用系统稳定、可靠、有效、持续运行的重要保证。它通过系统冗余的方法解决计算机应用系统的可靠性问题，并具有安装维护简单、稳定可靠、监测直观等优点。当一台主机出现故障的时候，可及时启动另一台主机接替原主机任务，保证了用户数据的可靠性和系统的持续运行。

在高可用性方案中，操作系统和应用程序是安装在两台服务器的本地系统盘上的，而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。数据的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来读取和存储，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，或者是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（双机软件）认为主机系统发生故障，立即令主机停止工作，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。

二、拓扑图



三、方案介绍

双机备份方案中，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。下面分别予以简单介绍：

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。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。服务器配置相对要好。
双机双工模式 : 是目前Cluster（集群）的一种形式，两台服务器均为活动状态，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。WEB服务器或FTP服务器等用此种方式比较多。
双机热备有两种实现模式，一种是基于共享的存储设备的方式，另一种是没有共享的存储设备的方式，一般称为纯软件方式。基于存储共享的双机热备是双机热备的最标准方案。这种方式采用两台（或多台）服务器，使用共享的存储设备（磁盘阵列柜或存储区域网SAN）。两台服务器可以采用热备（主从）、互备、双工（并行）等不同的方式。在工作过程中，两台服务器将以一个虚拟的IP地址对外提供服务，依工作方式的不同，将服务请求发送给其中一台服务器承担。同时，服务器通过心跳线（目前往往采用建立私有网络的方式）侦测另一台服务器的工作状况。当一台服务器出现故障时，另一台服务器根据心跳侦测的情况做出判断，并进行切换，接管服务。对于用户而言，这一过程是全自动的，在很短时间内完成，从而对业务不会造成影响。由于使用共享的存储设备，因此两台服务器使用的实际上是一样的数据，由双机或集群软件对其进行管理。

四、方案设计特点

高性能：由于服务器作为核心设备，要对系统内的所有用户服务，所以在选型时首先需要考虑的是服务器性能是否能够满足用户的应用。
可用性：在双机方案中服务器涉及关键数据资料，因此必须要考虑到服务器的可用性。一般来讲，单台服务器的可用性通常需要考虑到关键部件的冗余。还有双机方案是否合理，服务响应是否及时。
可管理性：可管理性直接影响到企业用户使用工业标准服务器的方便程度。良好的可管理性主要包括人性化的管理界面；硬盘、内存、电源、处理器等主要部件便于拆装、维护和升级；具有方便的远程管理和监控功能；具有较强的安全保护措施等。在正常的情况下，系统必须支持这几类部件有可能出现故障时的隐患提示信号，如硬盘故障隐患提示、电源故障隐患提示等。
可扩展性：应考虑系统的可扩展能力，即系统应该留有足够的扩展空间，以便于随业务应用增加对系统进行扩充和升级。可扩展性主要包括处理器和内存的扩展能力、存储设备的扩展能力以及外部设备的可扩展能力和应用软件的升级能力，等等。

五、双机构成

双机高可用系统的组成部件有：两台服务器，一套共享存储和一个双机软件。服务器、存储和双机软件的具体选择可参考下面实例介绍及产品信息：

实例一：高配双机系统。采用两台四路服务器DL580G5，一台光纤存储MSA2000fc和两台光纤交换机组成。这是一种双链路冗余的光纤存储解决方案，每台DL580G5均配置1块双通道的FC HBA卡（每个卡含2个FC口），通过光纤线缆分别连到两台冗余的光纤交换机上，2台光纤交换机再分别连到MSA2000fc的两个冗余控制器上。这种配置模式，不仅可以保证主服务器出现问题时可以正常地切换到备服务器，还可以保证当光纤链路中任何一个环节（例如，某块FC HBA卡，某根光纤线缆，某个光纤交换机）出现问题时，系统都不会宕机。

  

当然，此配置还有几种更低成本的架构：

只采用一台光纤交换机连接两台服务器和存储，每台服务器只配置一块FC HBA卡；
不采用光纤交换机，用2台服务器直连存储的方式来实现双机（MSA2000FC支持直连）。
实例二：入门级双机系统。采用两台双路服务器DL380G6和一台SAS接口存储MSA2000sa组成。每台DL380G6均配置1块SAS HBA卡，通过SAS线缆连到MSA2000sa 的控制器上。这种配置模式中，由于MSA2000sa 采用的是SAS的传输模式，较MSA2000fc的光纤传输模式便宜，无需配置光纤交换机，且SAS HBA卡的成本也要远低于FC HBA卡，所以这是一种低成本实现双机的方案。

  

以上的两个实例中的MSA2000fc和MSA2000sa都可以换成MSA2000i，即采用iSCSI协议的方式用IP网络走存储数据。服务器只需要有一块单独的千兆以太网卡，利用现有的以太网交换机即可实现双机系统。成本介于MSA2000FC G2和MSA2000SA G2之间。

六、产品选购

Step 1. 选择服务器

客户可以根据对性能的需求，来选择不同型号的服务器。就惠普的ProLiant服务器而言，机架式和塔式服务器分为100，300，500，700系列，有单路、双路、四路、八路服务器，分别针对中小型企业和大规模的应用。

Step 2. 选择共享存储

客户可以根据目前的数据量和以后的数据扩展量、对存储系统数据传输速度的要求来购买存储设备。惠普的磁盘阵列存储有MSA（半光纤存储）、EVA（全光纤存储）等系列。MSA2000sa G2、MSA2000i G2、MSA2000fc G2都是中小型企业客户的可靠选择。

我应该选择哪种型号的MSA2000？

MSA2000sa：SAS接口，价格比其他两款MSA2000型号都要低，且配置简单，只需在每个服务器里加上一块连接它的的SAS HBA卡（价格比较便宜）即可，是最低成本的一种双机实现方式。

MSA2000i：iSCSI 接口，IP SAN的实现方式，价格稍低于MSA2000fc，由于走的是常用的IP协议，所以无需像SAN一样需要配置特殊的FC HBA卡、光纤交换机等。使用普通的千兆以太网卡、以太网交换机即可，所以实现总成本亦大幅低于MSA2000fc。

MSA2000fc：FC接口，SAN的实现方式，价格在三种型号中最高。需要在每台服务器里配置一块FC HBA卡，光纤交换机（直连做双机则不需要）等，实现总成本较高，但是由于采用的是4Gbps的专用光纤网络，所以性能较之前两种实现方式最高。


MSA2000可选单控制器/双控制器（可实现冗余，提高性能），每控制器1GB缓存，每控制器2个3Gb SAS接口/1GbE iSCSI接口/4Gb FC接口，最大可支持48块SAS/SATA硬盘，最大容量为48TB。

  

使用SAS盘还是SATA盘？根据实际需求来选择硬盘的种类，可以参考：

SAS 硬盘：性能较高，单盘容量较低，价格较高
SATA硬盘：性能较低，单盘容量较高，价格便宜
  



  

注意：MSA2000目前仅适用于连接Windows和Linux主机。小机做双机的时候，您可以选择惠普的EVA产品作为共享存储。

选择您的具体配置：

一、低成本入门级双机-存储配置方案：使用MSA2000sa/G2（单控制器），2块SAS HBA（用于服务器连接MSA2000sa），硬盘容量可根据实际情况配置，此例暂配12块ITB SATA硬盘。

  

二、IP SAN双机-存储配置方案：使用MSA2000i（单控制器），服务器只需保证有一块单独的以太网卡用来连接MSA2000i，硬盘容量可根据实际情况配置，此例暂配24块ITB SATA硬盘。

  

三、SAN双机-存储配置方案：使用MSA2000fc（单控制器），2块单通道FC HBA（用于2台服务器连接MSA2000fc），1台8口光纤交换机，硬盘容量可根据实际情况配置，此例暂配48块1TB SATA硬盘。

  

四、SAN双机-存储配置方案（双链路冗余）：使用MSA2000fc（双控制器），2块双通道FC HBA（用于服务器连接MSA2000fc），2台8口光纤交换机，硬盘容量可根据实际情况配置，此例暂配48块300GB SAS硬盘。

  

Step 3. 选择双机软件

各款双机软件可以实现的功能不尽相同，所以客户可以根据自己的实际需求来选购。可以选择Windows Server企业版和RedHat 5高级平台版自带的双机软件MSCS和RedHat Cluster Suite，也可以选择来自第三方的双机软件：目前市场上有很多软件厂商提供简单易用的双机软件，例如由美国Rose Datasystems公司开发的RoseHA等。

HP ProLiant DL380第六代（G6）服务器

  

HP ProLiant DL380是惠普(HP)最经典设计的系列HP服务器，也是世界上销量最大的服务器，G6产品的推出，使其更加具有出色的设计，可以为企业级用户提供持久的运行时间和极高的管理性，借助2路英特尔®至强®四核处理器，一个2U高的机柜式服务器可以充分满足众多用户的需求。

全新特性

HP ProLiant DL380 G6使用最先进的英特尔®至强®四核5500系列处理器，支持扩展内存64位技术，最高1333 MHz前端系统总线，带有大容量二级高速缓存，更高的性能，充分满足高负载的运算环境需求
ECC DDR2-1333全缓冲内存，8个内存插槽，最多支持到128GB, 内存支持四路交错读取或两路交错读取，从而获得更高的内存IO性能
支持8块SAS (串行SCSI)硬盘或SATA硬盘。从而使得对热插拔存储设备的支持更加灵活
支持全新的Smart Array P400硬盘阵列卡，从而实现了串行硬盘高冗余特性。支持RAID ADG技术，磁盘阵列两块硬盘同时出现故障，数据仍完好无损
配有Smart Array E200硬盘阵列卡，带有64 MB缓存，获得更好的性价比
高达五个PCI-E插槽，可选PCI-E与PCI-X混合插槽。阵列卡占用一个PCI-E插槽。四个插槽可用。
带有TCP/IP offload引擎的嵌入式双NC373i多功能千兆网络适配器，通过一个可选的ProLiant Essentials许可套件支持加速iSCSI 管理性
集成全新的远程管理功能iLO 2
全新电源管理模式。根据系统实际需求供给，节能降噪
可选

标准配置为4个PCI-E扩展插槽，可选PCI-E/PCI-X混合扩展板
基础型号和标准型号服务器可选配光驱，高性能型号带有combo光驱
全新设计

两个前置USB端口，一个内置USB端口，两个后置USB端口
通用安装导轨
极为灵巧的电缆管理导向臂，可以快速安装与拆卸
HP ProLiant DL580 G5 企业级机架式服务器

  

概述

对于希望获得高度可扩展性和可用性的客户来说，ProLiant DL580 G5 服务器是其最佳选择。这款 4 插槽服务器具有全面的功能和机架专用式 4U 外形，可提供无可匹敌的灵活性及可维护性。基于最新工业标准的处理器、内存、I/O 及网络技术，ProLiant DL580 G5 可提供最高级别的性能标准，以满足当今计算密集型应用的需要。无与伦比的高可用性特性（包括热插拨冗余组件），大大提升了最长运行时间。集成的 Lights-Out 2 (iLO2) 技术，无需访问服务器便可从标准的 web 浏览器上实现远程管理，从而使远程管理变得简单易行。它具备高度可扩展的架构，能添加 PCI-Express、PCI-X 或电池支持的高速缓存写入选件，可为应用部署提供极大的灵活性。

特性

新的英特尔至强 7300 四核处理器具有更出色的可扩展性；配有 8 个标准 PCI Express 插槽，能够添加 3 个额外的 PCI Express 或 PCI-X 插槽，可提供高带宽和高度的扩展灵活性；32 个 DIMM 插槽可用于 128GB 的 PC2-5300 全缓冲 DIMM (DDR2-667)；寻求附加存储的用户可以安装多达 16 个 SFF SAS/SATA 热插拔驱动器（具有高达 2.336TB 的内置存储）；可增强性能的标准特性包括集成的双千兆网卡和智能阵列 P400i 控制器（带有 512MB 电池支持的高速缓存写入）。

免工具维护和服务可访问外置和内置热插拔组件，且不会影响内部扩展容量；高达 128GB 的内存、2 个Multibay 介质托架、11 个 PCI 插槽、16 个内置硬盘驱动器；提供高度的灵活性，能够在多种应用环境中进行部署和重新部署；从服务器正面即可轻松访问可弹出的薄型 DVD 光驱和可拆卸的半高磁带机。USB 端口（2 个正面、2 个背面、2 个内置）提供了更多介质选项，包括从 USB Key 启动的功能；揿扣式导轨套件和无电缆设计特别适合 4U 外形，可在分接或方孔机架内轻松部署；正面滑出的 System Insight 显示屏可以即时地显示所有服务器的主要子系统中的故障状态，从而快速相应服务事件并大大降低系统停机时间和 IT 服务/维护成本。

内置的集成 Lights-Out 2 (iLO 2) 标准将安全、管理功能和诊断功能与基本虚拟存在和控制相结合，可管理数据中心或全球的 ProLiant 服务器；每台 ProLiant 服务器都配有 ProLiant Essentials Foundation Pack 软件，用于快速安装和配置系统，可以主动管理变更并确保服务器的连续工作；SmartStart 可以帮助您配置硬件、装载经过优化的驱动程序并安装软件，从而获得更出色的可靠性、性能和更长的系统正常运行时间；SmartStart Scripting Toolkit 包括可以创建并复制配置和脚本文件的复制实用程序，能够简化大容量服务器的部署；通过 ProLiant Essentials Rapid Deployment Value Pack 等工具可进行自动部署并为您提供独特的服务器软件配置，扩展设备功能。

HP StorageWorks 2000模块化智能阵列

  

面向入门级客户的最新存储阵列技术，4Gb光纤通道、iSCSI和SAS 解决方案，最新的SAS和SATA驱动器，实现高效的存储整合。

HP StorageWorks 2000模块化智能阵列系列，是具备最新功能和技术且价格经济的SAN设备。三种主机接口－光纤通道MSA2000fc, iSCSI MSA2000i和SAS MSA2000sa，用户可以根据自身需要，来选择合适的解决方案。此外，还有企业级SAS硬盘驱动器和归档级SATA硬盘驱动器可供选择。所有型号均支持可选的基于控制器的快照/克隆功能。MSA2000系列的目标客户是那些需要整合其存储的企业，包括预算和IT 资源有限的小型企业，以及具有小型部门或远程分支机构的大型企业，而入门级光纤通道或iSCSI SAN正是其进行存储整合的最佳选择。

MSA2000系列的主要特性和优势

高可用性实现业务连续性：借助主动－主动控制器、双端口驱动器、冗余硬件组件，降低IT故障的风险。

提高生产率，防止数据丢失：RAID 0、1、3、5、6、10、50。具备自动化故障切换的冗余硬件，减少停机时间。
易于维护：支持用户可更换的热插拔组件，如驱动器、控制器、风扇和电源等。
易于管理和配置，提供投资保护：轻松和更安全的部署，缩短投入运行的时间。减少操作人员操作错误所带来的风险、减少停机时间和数据损失，同时提高客户满意度。
空间高效的设计：阵列仅占用2U的机架空间，包括12个驱动器托架。阵列内建了标配的高速缓存保护功能，因此无需专用的UPS，后者会占用额外的空间。每个额外的驱动器机箱也仅仅需要2U的机架空间。
扩展空间：MSA2000阵列系列最多可以扩展3个驱动器机箱和支持48个驱动器。

MSA2000fc
MSA2000i
MSA2000sa

产品说明
MSA2000fc是一款具备4Gb光纤通道连接能力的2U SAN解决方案，专为中小型部署或远程站点而设计。
MSA2000i是一款具备iSCSI连接能力的2U SAN解决方案，专为中小型部署或远程站点而设计。
可靠、经济且易于管理的模块化共享存储阵列解决方案

目标客户
拥有众多小型部门和/或远程分支机构的大型企业，以及需要共享存储资源的小型企业
拥有众多小型部门和/或远程分支机构的大型企业，以及需要共享存储资源的小型企业
目标客户是需要进行存储整合的企业，包括预算和IT资源有限的小型企业，或者拥有数以百计的小型部门和远程分支机构的大型企业。

硬盘总数
（包括扩展）
1 - 48
1 - 48
1 - 48

最大存储容量
36 TB
36 TB
36 TB

扩展选件
MSA2000 3.5英寸磁盘机箱(单个或双IO)
MSA2000 3.5英寸磁盘机箱(单个或双IO)
MSA2000 3.5英寸磁盘机箱(单个或双IO)

主机接口
2 x 4Gb光纤通道
（每个控制器）
2个1GbE iSCSI
（每个控制器）
2个串连SCSI (SAS)，3 Gb/s
（每个控制器）

硬盘外形和接口
3.5英寸SAS
3.5英寸SATA II
3.5英寸SAS
3.5英寸SATA II
3.5英寸SAS
3.5英寸SATA II

硬盘类型
146 GB 15K RPM SAS
300 GB 15K RPM SAS
500 GB 7.2K RPM SATA
750 GB 7.2K RPM SATA
1 TB 7.2K RPM SATA
146 GB 15K RPM SAS
300 GB 15K RPM SAS
500 GB 7.2K RPM SATA
750 GB 7.2K RPM SATA
1 TB 7.2K RPM SATA
146 GB 15K RPM SAS
300 GB 15K RPM SAS
500 GB 7.2K RPM SATA
750 GB 7.2K RPM SATA
1 TB 7.2K RPM SATA

集群支持
有
注： Windows和Linux
有
注： Windows和Linux
有
注： Windows和Linux

快照/克隆
有
有
有

SAN备份支持
有
有
有

存储镜像支持
有
有
有

Systems Insight Manager支持
无
无
无

操作系统
Windows 2008
Windows 2003 R2
Windows 2003 X64
Red Hat Linux 5
SUSE Linux 10
VMware 3.5
Windows 2003 R2
Windows 2003 X64
Red Hat Linux 5
SUSE Linux 10
VMware 3.5
Windows 2008
Windows 2003 R2
Windows 2003 X64
Red Hat Linux 5
SUSE Linux 10
VMware ESX 3.5

保修
（部件 - 人工 - 现场）
3-3-3
3-3-3
3-3-3

机架高度
（外形）
2U
2U
2U