浅谈服务器群集

浅谈服务器群集系统尹德武1吴东21.新疆泒犨泰克石油科技有限公司2.新疆油田公司准东采油厂摘要：本文着重介绍了服务器群集系统的相关概念，然后对服务器群集系统在实际工作中的高可用性和高性能做以分析，以及服务器群集系统的常用的双机实现方式做以简单介绍。最后以两台WINDOWSServer2003的服务器群集服务的简单配置方案为例，简述群集服务的配置过程。关键词：服务器群集在传统的终端/主机的网络模式时代，终端功能简单，无需维护工作，在主机一端进行专门的管理与维护，具有资源共享、便于管理的特点。但是，主机造价昂贵，终端没有处理能力，限制了网络的规模化发展。之后的客户机/服务器模式推进了计算产业的标准化和开发化的发展，为系统提供了相当大的灵活性，但是随着分布系统规模的规模扩大，系统的维护和管理带来了巨大的开销。而服务器群集系统中，服务器不再分布在各处，而是集中在一起统一进行管理和维护。它保持了分布式客户机/服务器模式的开发性、可扩展性的优点，同时又具备了终端/主机模式的资源共享和集中易于管理的优点。相对集中的群集系统，降低了系统管理的成本，而且还提供了和大型服务器系统相媲美的处理能力。石油系统中的大量应用服务系统以及具有海量数据及实时数据处理的系统，需要高性能的硬件平台作为支持，将并行技术应用在服务器领域中，是计算机发展的必然趋势。并行处理技术在高性能计算领域中，高可用和高性能是群集服务器系统发展的两个重要方向。一、服务器群集简介服务器群集是一组协同工作并运行MicrosoftClusterService(MSCS)的独立服务器。服务器群集为资源和应用程序提供了高可用性、故障恢复能力、伸缩性和可管理性。服务器群集允许客户端在出现故障和计划中的暂停时，依然能够访问应用程序和资源。如果群集中的某一台服务器由于故障或维护需要而无法使用，资源和应用程序将转移到可用的群集节点上。对于“Windows群集”解决方案，使用“高可用性”这个术语要比使用“容错”更为合适。容错技术提供更高层次的弹性和恢复能力。容错服务器通常使用深层硬件冗余，加上专门的软件，几乎可以即时地恢复任何单一的硬件或软件错误。这些解决方案要比“Windows群集”解决方案昂贵得多，因为企业必须为处于闲置状态等待错误的冗余硬件支付费用。服务器群集无法保证无间断运作，但是确实能够为多数关键任务应用程序提供足够的可用性。群集服务可以对应用程序和资源进行监控，并能够自动识别和恢复众多故障状况。这为在群集中管理工作负荷提供了灵活性。另外，还提高了整个系统的可用性。二、群集服务的优点1高可用性：通过服务器群集，资源(例如：磁盘驱动器和Internet协议(IP)地址)的所有权会自动从故障服务器转移到可用的服务器。当群集中的某个系统或应用程序发生故障时，群集软件会在可用的服务器上重新启动故障应用程序，或者将工作从故障节点分散到剩下的节点上。因此，用户只会在瞬间感觉到服务的暂停。2故障恢复：当故障服务器重新回到其预定的首选所有者的联机状态时，群集服务将自动在群集中重新分配工作负荷。该特性可配置，但默认禁用。3可管理性：您可以使用“群集管理器”工具(CluAdmin.exe)，将群集作为一个单一的系统进行管理，并将应用程序作为单一服务器上应用程序进行管理。您可以将应用程序转移到群集中的其他服务器。“群集管理器”可用于手动平衡服务器的工作负荷，并根据计划维护发布服务器。您还可以从网络中的任何位置监控群集、所有节点及资源的状态。4伸缩性：可以扩展群集服务以满足需求的增长。当具有群集意识的应用程序的总体负荷超出了群集的能力范围时，可以添加更多的节点。三、常用的几种双机服务器群集方式1、镜像服务器双机集群中镜像服务器双机系统是硬件配置最简单和价格最低廉的解决方案，通常镜像服务的硬件配置需要两台服务器，在每台服务器有独立操作系统硬盘和数据存贮硬盘，每台服务器有与客户端相连的网卡，另有一对镜像卡或完成镜像功能的网卡。镜像服务器具有配置简单，使用方便，价格低廉诸多优点，但由于镜像服务器需要采用网络方式镜像数据，通过镜像软件实现数据的同步，因此需要占用网络服务器的CPU及内存资源，镜像服务器的性能比单一服务器的性能要低一些。有一些镜像服务器集群系统采用内存镜像的技术，这个技术的优点是所有的应用程序和网络操作系统在两台服务器上镜像同步，当主机出现故障时，备份机可以在几乎没有感觉的情况下接管所有应用程序。因为两个服务器的内存完全一致，但当系统应用程序带有缺陷从而导致系统宕机时，两台服务器会同步宕机。这也是内存镜像卡或网卡实现数据同步，在大数据量读写过程中两台服务器在某些状态下会产生数据不同步，因此镜像服务器适合那些预算较少、对集群系统要求不高的用户。硬件配置范例：网络服务器两台服务器操作系统硬盘两块服务器数据存贮硬盘视用户需要确定服务器镜像卡（部分软件可使用标准网卡）两块网络服务网卡两块2、双机与磁盘阵列柜与镜像服务器双机系统相比，双机与磁盘阵列柜互联结构多出了第三方生产的磁盘阵列柜，目前，豪威公司、精业公司等许多公司都生产有磁盘阵列柜，在磁盘阵列柜中安装有磁盘阵列控制卡，阵列柜可以直接将柜中的硬盘配置成为逻辑盘阵。磁盘阵列柜通过SCSI电缆与服务器上普通SCSI卡相连，系统管理员需直接在磁盘柜上配置磁盘阵列。双机与磁盘阵列柜互联结构不采用内存镜像技术，因此需要有一定的切换时间（通常为60——180秒），它可以有郊的避免由于应用程序自身的缺陷导致系统全部宕机，同时由于所有的数据全部存贮在中置的磁盘阵列柜中，当工作机出现故障时，备份机接替工作机，从磁盘阵列中读取数据，所以不会产生数据不同步的问题，由于这种方案不需要网络镜像同步，因此这种集群方案服务器的性能要比镜像服务器结构高出很多。双机与磁盘阵列柜互联结构的缺点是在系统当中存在单点错的缺陷，所谓单点错是指当系统中某个部件或某个应用程序出现故障时，导致所有系统全部宕机。在这个系统中磁盘阵列柜是会导致单点错，当磁盘阵列柜出现逻辑或物理故障时，所有存贮的数据会全部丢失，因此，在选配这种方案时，需要选用一个品质与售后服务较好的产品。硬件配置范例：网络服务器两台服务器操作系统硬盘两块第三方生产的磁盘阵列柜一台磁盘柜专用SCSI电线两根磁盘阵列柜数据存贮硬盘视用户需求确定网络服务网卡两块3、集群的软件配置基于NT平台的集群软件Microsoft的MSCS，也有许多第三方的专业软件公司开发的集群软件，如豪威的DATAWARE，VINCA公司的STANDBYSERVER，NSI公司的DOUBLE－TAKE。ＭＳWolfPack的特点MSWolfPack是ＭＳClusterserver的别称，是微软针对Cluster技术研制开发的双机软件。它集成在NTSERVER上，支持由二台机器组成的双机系统，提供一种高可用且易管理的应用环境。主要特点：（1）、自动检测和修复服务器或应用程序的错误（2）、可实现对服务器中应用程序的切换（3）、可通过TCP/IP连接各种客户端，如MS-DOS、WINDOWS3.X/9X/NT，AppleMacintosh、UNIX等（4）、生产主机无需人工干涉即可自动恢复数据并接管任务易管理性：（1）、可自动审核服务器和应用程序的工作状态（2）、可建立高可用性的应用程序、文件共享、打印请求等（3）、可灵活设置应用程序和数据的恢复策略（4）、简单操作即可进行应用程序的离线，重新再线，服务器间的迁移。目前，WINDOWS2000AdvancedServer与WINDOWS2000DataCenterServer以及WINDOWSServer2003都集成有更先进集群技术。其它的网络操作系统平台上也有许多集群软件，比如：基于novell平台的集群软件有NovellHAServer、NovellSFTIII基于scoUNIX平台的集群软件有Sentinel集群软件基于Linux平台的集群软件有TurboCluster四、集群技术的发展趋势集群技术随着服务器硬件系统与网络操作系统的发展将会在可用性、高可靠性、系统冗余等方面逐步提高。未来的集群可以依靠集群文件系统实现对系统中的所有文件、设备和网络资源的全局访问，并且生成一个完整的系统映像。这样，无论应用程序在集群中的哪台服务器上，集群文件系统允许任何用户（远程或本地）都可以对这个软件进行访问。任何应用程序都可以访问这个集群任何文件。甚至在应用程序从一个节点转移到另一个节点的情况下，无需任何改动，应用程序就可以访问系统上的文件。在今天，利用服务器的集群技术，通过周密计划和网络维护，系统破坏的机率是非常小的。所以，企业服务器的稳定必须使用集群技术。五、两台WINDOWSServer2003的服务器群集服务的简单配置方案1、配置方案图如下：2、WindowsServer2003群集安装配置WindowsServer2003的群集配置较WindowsServer2000又有了些简化，下面将介绍其安装配置过程。典型的服务器配置：共两台服务器，每台2个9GSCSI硬盘，1块RAID卡，磁盘柜接在SCSICARD上，两块网卡。1根对接网线，2根网线，一台HUB在群集安装配置过程中，两台服务器开机/关机与磁盘陈列柜的加电/断电应遵循一定的次序，否则极有可能造成磁盘阵列柜损坏，其大体顺序如下：步骤节点1节点2磁盘阵列柜说明安装配置服务器与网络开机开机断电确保磁盘陈列柜存储设备断电，群集中的两台节点服务器开机安装WindowsServer2003企业版，然后配置网络。安装配置共享磁盘阵列柜（1）开机关机加电所有的节点服务器关机，共享磁盘柜加电，然后第一个节点服务器开机。安装配置共享磁盘阵列柜（2）关机开机加电关闭第一个节点服务器，然后第二个节点服务器开机。配置群集的第一个服务器节点开机关机加电所有的节点服务器关机，然后第一个节点服务器开机，然后启动Windows群集配置向导，开始配置群集。配置群集第二个服务器节点开机开机加电第一个节点服务器群集配置成功后，保持开机状态，第二个节点服务器开机，然后启动Windows群集配置向导，加入群集系统。群集安装后验证开机开机加电所有的节点保持开机状态。其详细安装配置步骤如下所示：A、配置服务器与网络将两台服务器连起来：两台服务器上的各一块网卡用心跳线连接起来，另外两块用2根网线接到HUB上；*两台服务器都打开，在两台服务器上分别安装WindowsServer2003企业版；*将服务器1配置为域控制器，取域名为（MyCompany.COM.CN）；并配置两块网卡的?网络连接名与IP地址：直接相连的网卡设为“心跳连接”，IP为10.0.0.1，而接到HUB上的网卡设为“Public”，IP为192.0.0.1；*将服务器2作为域控制器加入到服务器Mycompany.COM.CN域中，并配置网络连接名与IP地址：直接连接的网卡设为“心跳连接”，IP为10.0.0.2，而连接到HUB的网卡设为“Public”，IP为192.0.0.2；*在服务器2域控制上配置DNS服务，使其与服务器1能互为复制；*重新启动服务器1和2，进入RAID卡BIOS配置RAID卡；B、配置磁盘阵列柜将磁盘柜用SCSI线与服务器1的RAID卡相连。进入RAID卡的BIOS配置磁盘阵列柜，然后选择INITIALIZE设置；退出BIOS设置；服务器1开机进入WINDOWS2003后，开始配置共享磁盘，其步骤如下：点击开始菜单-程序-管理工具-计算机管理。*点击[磁盘管理]，在右边面板中查看当前使用的磁盘。*自动显示签名和升级磁盘向导，否则右键点击灰色[磁盘0]并且点击[签名]。*点击[下一步]。*选择所有磁盘，点击[下一步]。*如果磁盘不需要进行升级，则取消选择所有选择的磁盘，点击[下一步]。*点击[完成]。*磁盘读写时必须作为基本状态。如果他们是动态，则右键点击每个磁盘，然后选择[还原到基本磁盘]。*右键点击第一个磁盘（磁盘0）并且选择[创建磁盘]。*点击[下一步]。*核对[主分区]