微軟集群服務(wù)器方案

系統(tǒng)集群服務(wù)器方案 財(cái)務(wù)系統(tǒng)在整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上的重要性，在認(rèn)真分析了用戶 系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，向用戶推薦微軟公司的 WindowsNT 服務(wù)器 企業(yè)版及集群服務(wù)器(Microsoft Cluster Server)為系統(tǒng) 平臺(tái)、 SQL Server 企業(yè)版為系統(tǒng)解決方案。下面，我們首先 介紹一下微軟公司的集群服務(wù)器產(chǎn)品。然后，闡述以下我們的方 案。 集群的定義： 一組獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)協(xié)同工作，對(duì)外表現(xiàn)為單一系統(tǒng)。集 群主要用于高可用性及高擴(kuò)展性環(huán)境。 ?高可用性：當(dāng)集群中的一個(gè)成員出現(xiàn)故障時(shí)，集群軟件會(huì)將 任務(wù)從出現(xiàn)故障的系統(tǒng)上移交到集群內(nèi)的其它成員上。 ? 高擴(kuò)展性：當(dāng)集群內(nèi)的總處理能力不足時(shí)，可以通過(guò)在集群 內(nèi)增加成員來(lái)提高集群的總處理能力。 集群的架構(gòu)： 集群由一組具有松散聯(lián)系的，獨(dú)立計(jì)算機(jī)組成，它對(duì)外表現(xiàn) 為單一系統(tǒng)。集群內(nèi)的節(jié)點(diǎn)可以是單CPU或多CPU系統(tǒng)?？蛻?機(jī)與集群交互操作時(shí)，集群是作為一個(gè)單一的、高性能的、高可 靠的系統(tǒng)出現(xiàn)的。從系統(tǒng)管理員的角度，集群是一臺(tái)單獨(dú)的計(jì)算 機(jī)。 集群有多種形式，最簡(jiǎn)單的集群可能就是幾臺(tái)通過(guò)以太網(wǎng)連 接起來(lái)的計(jì)算機(jī)組成的。而復(fù)雜的集群可能是由幾臺(tái)具有多 CPU 的計(jì)算機(jī)通過(guò)高速通訊和I/O總線互聯(lián)組成的。不論哪種形式， 集群的性能都可以通過(guò)在集群內(nèi)增加新成員來(lái)完成。與此同時(shí)， 集群對(duì)外總是表現(xiàn)為一單一系統(tǒng)。 當(dāng)集群需要提高處理能力時(shí)，可通過(guò)增加新成員來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng) 集群的成員出現(xiàn)故障時(shí)，它所執(zhí)行的任務(wù)可以自動(dòng)地切換到集群 的其它成員上，而這一過(guò)程對(duì)客戶機(jī)來(lái)說(shuō)是透明的 (客戶有可能 感覺不到系統(tǒng)成員所發(fā)生的故障)。 ?共享磁盤型(Share Disk Model):共享磁盤型集群中 的每個(gè)成員可以存取連接在每個(gè)成員上的資源 (如：磁 盤)。為解決多個(gè)成員對(duì)同一數(shù)據(jù)存取所帶來(lái)的數(shù)據(jù)一致 性問題，多個(gè)成員間必須采用某種同步機(jī)制---分布式鎖 定管理器(Distributed Lock Manager)。分布式鎖 定管理器在集群中跟蹤成員對(duì)各種資源的存取，如果多個(gè) 集群成員試圖存取同一數(shù)據(jù)，它能夠發(fā)現(xiàn)并解決這種潛在 的沖突。然而，這種協(xié)調(diào)工作會(huì)在集群成員間增加信息的 流動(dòng)并降低整個(gè)集群系統(tǒng)的性能。采用非共享型集群 (Share Nothing M o d e l )可以解決這個(gè)問題。 ?非共享型(Share Nothing Model):非共享型集群中 的每個(gè)成員擁有集群資源的子集(Subset)，即：擁有一 部分集群資源。同一時(shí)刻，只能有一個(gè)成員能夠擁有并存 取某一特別資源。當(dāng)擁有該資源的成員出現(xiàn)故障時(shí)，集群 中的另一成員會(huì)接管該資源。同時(shí)，客戶機(jī)對(duì)該資源的存 取請(qǐng)求能自動(dòng)地路由到擁有該資源的成員上。 例如，一個(gè)客戶機(jī)需要存取分布在多個(gè)成員上的幾個(gè) 資源時(shí)，其中的一個(gè)成員將宿主這些請(qǐng)求。這個(gè)宿主成員 首先分析這個(gè)客戶機(jī)的請(qǐng)求，并將這些請(qǐng)求分別發(fā)送到擁 有相應(yīng)資源的成員上。接受了請(qǐng)求的每個(gè)成員執(zhí)行這些請(qǐng) 求，并將返回值傳遞給宿主成員。宿主成員組裝這些返回 值并將結(jié)果發(fā)送給客戶機(jī)。 對(duì)宿主成員的一個(gè)單一請(qǐng)求往往是一個(gè)高級(jí)函數(shù)請(qǐng)求 （多記錄請(qǐng)求），這種請(qǐng)求通常包含多個(gè)系統(tǒng)動(dòng)作（如：多 個(gè)磁盤讀?。Ｍㄟ^(guò)將應(yīng)用分布在多個(gè)成員上，如：數(shù)據(jù) 庫(kù)應(yīng)用，集群整體性能的提高便不受陷于成員單機(jī)的性 能。 微軟集群的硬件結(jié)構(gòu)： 集群系統(tǒng)一般由幾臺(tái)服務(wù)器，通過(guò)共享外部存儲(chǔ)設(shè)備互聯(lián)而 成。服務(wù)器可以是X86系列的PC服務(wù)器，也可以是Alpha系 列的 Alpha 服務(wù)器。外部存儲(chǔ)設(shè)備往往是具有陣列功能的磁盤 柜?；ヂ?lián)設(shè)備有兩種技術(shù)選擇：UltraSCSI和光通道。下圖為 微軟集群示意圖。 微軟集群服務(wù)器的特點(diǎn)： ?工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)API：微軟是集群服務(wù)器API的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定者 之一。為開發(fā)高可靠性應(yīng)用，集群 API 最大限度地利用集 群的特性。 ? 工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)硬件：微軟集群服務(wù)器運(yùn)行于符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的 Pc 平臺(tái)并使用現(xiàn)存的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 ? 企業(yè)級(jí)應(yīng)用編程環(huán)境和編程模式：微軟的集群服務(wù)為用戶 提供了編制下一代企業(yè)級(jí)應(yīng)用的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)和編程模型。 ? 服務(wù)器應(yīng)用支持：由于采用了微軟的集群服務(wù)器 API， BackOffice®家族的產(chǎn)品具有集群服務(wù)器所特有的高可 靠性和高可擴(kuò)充性。 ? 易于配臵及維護(hù)：微軟的集群服務(wù)器充分利用了 WindowsNT 的集中管理特性，這使得集群服務(wù)器的管理 得到大大的簡(jiǎn)化。一旦集群服務(wù)器安裝完畢，集群的管理 可由一系列圖形的集群和網(wǎng)絡(luò)工具完成。 支持滾動(dòng)升級(jí)(Rolling upgrade)：微軟承諾：不管為 各個(gè)版本的 WindowsNT 企業(yè)版，提供集群服務(wù)器的無(wú)縫 升級(jí)手段。 網(wǎng)鼎公司推薦的配臵： 服務(wù)器：利用原有服務(wù)器，新增加IBM服務(wù)器 SCSI 適配器： AHA 2944 Adapter 磁盤柜： RA3000 Array Rack 磁盤： Wide ultra2 SCSI-3 Hard Disk 內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)： Intel/PRO 10/100 Server Adapter 外部網(wǎng)絡(luò)： Intel/PRO 10/100 Server Adapter 陣列控制器： RAID Array 3000 Controller 操作系統(tǒng)： WindowsNTServer4.0EnterpriseEdition 集群系統(tǒng)： Microsoft Cluster Server 數(shù)據(jù)庫(kù)： SQL Server 7.0 Enterprise Edition 集群系統(tǒng)示意圖： 網(wǎng)絡(luò)適配器籲攀 AHA 2944適配器 網(wǎng)絡(luò)適配器 AHA 2944適配器 原有DELL服務(wù)器 新增加IBM服務(wù)器 RAID控制器 RA4100磁盤柜 集群結(jié)構(gòu)描述：交易集群系統(tǒng)由兩個(gè)成員組成，成員服務(wù)器 采用IBM和DELL服務(wù)器。在每臺(tái)服務(wù)器上我們配置了 AHA 2944 SCSI 道適配器，連接至 RA3000 磁盤柜上的 RAID Array 3000 陣列控制卡上。在 RA4100 磁盤柜內(nèi)放置 4 個(gè) Ultra2 SCSI-3硬盤。我們?yōu)槊颗_(tái)服務(wù)器配置了兩塊Intel 10/100 自適應(yīng)網(wǎng)卡，其中的一塊用于內(nèi)部通信；另外的一 塊用于對(duì)客戶機(jī)提供服務(wù)。 每一臺(tái)成員服務(wù)器運(yùn)行 Microsoft WindowsNTServer 4.0 企業(yè)版、Microsoft Cluster Server、Microsoft SQL Server 企業(yè)版的 客戶端。 SQL Server 的系統(tǒng)庫(kù)及金碟財(cái)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)被存 放于RA 3000磁盤柜上。磁盤柜中的3塊磁盤設(shè)置成RAID 級(jí)別5,另一塊磁盤設(shè)置成RAID單元的熱備份。 工作方式：交易集群系統(tǒng)的主要工作向客戶機(jī)提供數(shù)據(jù)庫(kù)服 務(wù)。通過(guò)使用集群技術(shù)，不管集群內(nèi)有多少成員，它對(duì)外的 表現(xiàn)形式為一臺(tái)可靠性極高的服務(wù)器。不管集群內(nèi)，目前哪 個(gè)成員擁有對(duì)磁盤、IP地址及數(shù)據(jù)庫(kù)擁有所有權(quán)，它對(duì)外提 供唯一的磁盤、 IP 地址和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)。因?yàn)榧壕哂性诔蓡T 間切換服務(wù)的能力，所以，如果由于硬件故障或系統(tǒng)維護(hù)的 需要而產(chǎn)生了服務(wù)切換，對(duì)于客戶端來(lái)說(shuō)好象什么也沒有發(fā) 生。 方案的特點(diǎn)： ?充分滿足證券財(cái)務(wù)系統(tǒng)對(duì)可靠性的需求：由于采用了全冗 余的硬件結(jié)構(gòu)，所以整個(gè)硬件系統(tǒng)不存在如何單獨(dú)故障 點(diǎn)。使用冗余陣列控制器及相應(yīng)的軟件配臵，解決了主備 控制器間的切換；而服務(wù)器及整個(gè)系統(tǒng)的可靠性用微軟的 集群服務(wù)器得到了完美的解決。 ? 為業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，留有充足的擴(kuò)展空間：像所有的集群 系統(tǒng)一樣，我們推薦的集群系統(tǒng)具有很高的可擴(kuò)充性。單 機(jī)能力不足時(shí)，可以在服務(wù)器上增加至8個(gè)CPU來(lái)提高。 整體性能不足時(shí)，可在集群內(nèi)增加至 4個(gè)成員服務(wù)器來(lái)滿 足。磁盤容量不足時(shí)，可通過(guò)增加至磁盤來(lái)解決。