一文讀懂雙機(jī)熱備份和單機(jī)容錯(cuò)的區(qū)別

　　目前主流應(yīng)用的服務(wù)器容錯(cuò)技術(shù)有三類，它們分別是：服務(wù)器群集技術(shù)、雙機(jī)熱備份技術(shù)和單機(jī)容錯(cuò)技術(shù)。它們各自所對(duì)應(yīng)的容錯(cuò)級(jí)別是從低到高的，也就是說服務(wù)器群集技術(shù)容錯(cuò)級(jí)別最低，而單機(jī)容錯(cuò)技術(shù)級(jí)別最高。由此可知它們各自應(yīng)用的行業(yè)容錯(cuò)級(jí)別需求也是從低到高的。本文主要介紹后兩種容錯(cuò)技術(shù)，先來看一下雙機(jī)熱備份容錯(cuò)技術(shù)。

　　一、雙機(jī)熱備份技術(shù)

　　雙機(jī)熱備份技術(shù)是一種軟硬件結(jié)合的較高容錯(cuò)應(yīng)用方案。該方案是由兩臺(tái)服務(wù)器系統(tǒng)和一個(gè)外接共享磁盤陣列柜（也可沒有，而是在各自的服務(wù)器中采取RAID卡）及相應(yīng)的雙機(jī)熱備份軟件組成，如圖1所示。

　　圖1

　　在這個(gè)容錯(cuò)方案中，操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序安裝在兩臺(tái)服務(wù)器的本地系統(tǒng)盤上，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)是通過磁盤陣列集中管理和數(shù)據(jù)備份的。數(shù)據(jù)集中管理是通過雙機(jī)熱備份系統(tǒng)，將所有站點(diǎn)的數(shù)據(jù)直接從中央存儲(chǔ)設(shè)備讀取和存儲(chǔ)，并由專業(yè)人員進(jìn)行管理，極大地保護(hù)了數(shù)據(jù)的安全性和保密性。用戶的數(shù)據(jù)存放在外接共享磁盤陣列中，在一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，備機(jī)主動(dòng)替代主機(jī)工作，保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)不間斷。

　　雙機(jī)熱備份系統(tǒng)采用“心跳”方法保證主系統(tǒng)與備用系統(tǒng)的聯(lián)系。所謂“心跳”，指的是主從系統(tǒng)之間相互按照一定的時(shí)間間隔發(fā)送通訊信號(hào)，表明各自系統(tǒng)當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)。一旦“心跳”信號(hào)表明主機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障，或者備用系統(tǒng)無法收到主機(jī)系統(tǒng)的“心跳” 信號(hào)，則系統(tǒng)的高可用性管理軟件認(rèn)為主機(jī)系統(tǒng)發(fā)生故障，主機(jī)停止工作，并將系統(tǒng)資源轉(zhuǎn)移到備用系統(tǒng)上，備用系統(tǒng)將替代主機(jī)發(fā)揮作用，以保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)運(yùn)行不間斷。

　　雙機(jī)熱備份方案中，根據(jù)兩臺(tái)服務(wù)器的工作方式可以有三種不同的工作模式，即：雙機(jī)熱備模式、雙機(jī)互備模式和雙機(jī)雙工模式。下面分別予以簡單介紹。

　　雙機(jī)熱備模式即目前通常所說的active/standby 方式，active服務(wù)器處于工作狀態(tài)；而standby 服務(wù)器處于監(jiān)控準(zhǔn)備狀態(tài)，服務(wù)器數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)同時(shí)往兩臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器寫入（通常各服務(wù)器采用RAID磁盤陣列卡），保證數(shù)據(jù)的即時(shí)同步。當(dāng)active服務(wù)器出現(xiàn)故障的時(shí)候，通過軟件診測(cè)或手工方式將standby機(jī)器激活，保證應(yīng)用在短時(shí)間內(nèi)完全恢復(fù)正常使用。典型應(yīng)用在證券資金服務(wù)器或行情服務(wù)器。這是目前采用較多的一種模式，但由于另外一臺(tái)服務(wù)器長期處于后備的狀態(tài)，從計(jì)算資源方面考量，就存在一定的浪費(fèi)。

　　雙機(jī)互備模式，是兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用在兩臺(tái)機(jī)器同時(shí)運(yùn)行，但彼此均設(shè)為備機(jī)，當(dāng)某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)服務(wù)器可以在短時(shí)間內(nèi)將故障服務(wù)器的應(yīng)用接管過來，從而保證了應(yīng)用的持續(xù)性，但對(duì)服務(wù)器的性能要求比較高。配置相對(duì)要好。

　　雙機(jī)雙工模式：是目前cluster（群集）的一種形式，兩臺(tái)服務(wù)器均為活動(dòng)，同時(shí)運(yùn)行相同的應(yīng)用，保證整體的性能，也實(shí)現(xiàn)了負(fù)載均衡和互為備份，需要利用磁盤柜存儲(chǔ)技術(shù)（最好采用San方式）。WEB服務(wù)器或FTP服務(wù)器等用此種方式比較多。

　　二、單機(jī)容錯(cuò)技術(shù)

　　從上面的分析我們知道，雙機(jī)熱備份技術(shù)所采用的是兩臺(tái)配置完全一樣的服務(wù)器系統(tǒng)，其實(shí)服務(wù)器群集方案中的容錯(cuò)技術(shù)也是一種多服務(wù)器容錯(cuò)技術(shù)。而本節(jié)所要介紹的單機(jī)容錯(cuò)技術(shù)則是在一臺(tái)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)高性能容錯(cuò)的，它的容錯(cuò)能力要遠(yuǎn)比服務(wù)器群集和雙機(jī)熱備份中容錯(cuò)能力要高，所以更加適合那些如證券、電信、金融、醫(yī)療等對(duì)容錯(cuò)能力特別苛刻的行業(yè)。

　　以往的集群系統(tǒng)在出現(xiàn)故障的情況下，需要中斷服務(wù)器的運(yùn)行，然后用一定的時(shí)間切換至備用的服務(wù)器上面進(jìn)行運(yùn)行，才能進(jìn)行維修和恢復(fù)，這其中所付出的成本和帶來的損失是用戶最不愿意看到的。具有容錯(cuò)技術(shù)的容錯(cuò)服務(wù)器，最大的優(yōu)勢(shì)就在于它能夠自動(dòng)分離故障模塊，在不中斷運(yùn)行的情況下，進(jìn)行模塊調(diào)換，對(duì)損壞的部件進(jìn)行維護(hù)，并且在一切物理故障消除后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)重新同步運(yùn)行，從而有效的解決了客戶的后顧之憂。正因如此，具有容錯(cuò)技術(shù)的容錯(cuò)服務(wù)器，正在沖擊前幾年興起的雙機(jī)熱備份和集群技術(shù)，越來越被人們所關(guān)注。同時(shí)，更為難得的是它可以在采用符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)部件的服務(wù)器中實(shí)現(xiàn)（IA架構(gòu)服務(wù)器），極具競爭力的成本優(yōu)勢(shì)，更使得容錯(cuò)服務(wù)器令人刮目相看。

　　容錯(cuò)服務(wù)器是通過CPU時(shí)鐘鎖頻，通過對(duì)系統(tǒng)中所有硬件的備份，包括CPU、內(nèi)存和I／O總線等的冗余備份；通過系統(tǒng)內(nèi)所有冗余部件的同步運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)真正意義上的容錯(cuò)。系統(tǒng)任何部件的故障都不會(huì)造成系統(tǒng)停頓和數(shù)據(jù)丟失。目前很多容錯(cuò)系統(tǒng)是基于IA架構(gòu)的服務(wù)器，與 Windows 2000完全兼容，實(shí)現(xiàn)以前只有在RISC系統(tǒng)上才能實(shí)現(xiàn)的容錯(cuò)。這種容錯(cuò)技術(shù)在IA服務(wù)器上的實(shí)現(xiàn)，將IA服務(wù)器的可靠性提高到了99.999％，同時(shí)服務(wù)器的運(yùn)行是不間斷的。

　　雙機(jī)熱備份和容錯(cuò)服務(wù)器的定位稍微有些不同，這是由兩者實(shí)現(xiàn)的可用性差別決定的。雙機(jī)熱備份一般可以實(shí)現(xiàn)99.9%的可用性，容錯(cuò)服務(wù)器卻可以實(shí)現(xiàn)99.999%的可用性。這樣，雙機(jī)熱備份大多應(yīng)用在業(yè)務(wù)連續(xù)性不是很嚴(yán)格的行業(yè)，比如說公安系統(tǒng)、部隊(duì)系統(tǒng)或者個(gè)別的制造企業(yè)，這些行業(yè)的應(yīng)用允許數(shù)據(jù)有一小段時(shí)間的中斷。而如電信、金融、證券和醫(yī)療等要求高的行業(yè)則是容錯(cuò)服務(wù)器的天下。還要注意的一點(diǎn)是雙機(jī)熱備份與服務(wù)器群集并不一樣，雙機(jī)熱備份通常要求兩對(duì)路服務(wù)器的配置完全一樣，而服務(wù)器群集則沒有這方面的嚴(yán)格要求，這也是許多讀者容易混淆的。

　　另外，雙機(jī)熱備份方式由于需要至少2臺(tái)服務(wù)器，導(dǎo)致在軟件采購（操作系統(tǒng)、中間件、雙機(jī)備份軟件等）、軟件維護(hù)升級(jí)、系統(tǒng)硬件升級(jí)都需要比單機(jī)容錯(cuò)方式多1倍的額外投入，而且在雙機(jī)備份軟件出現(xiàn)故障后，其維修的難度較高，對(duì)客戶會(huì)帶來較大困難。因此雖然單機(jī)容錯(cuò)服務(wù)器的硬件成本高于雙機(jī)備份方式的硬件投入，而其總成本（TCO）卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雙機(jī)備份方式的成本。但是就其靈活配置方面，雙機(jī)熱備份方案更具優(yōu)勢(shì)，許多熱備份方案都是由一些系統(tǒng)集成商組合不同廠家服務(wù)器產(chǎn)品進(jìn)行的，可以滿足不同客戶需求。但總體來說，容錯(cuò)服務(wù)器是未來發(fā)展的趨勢(shì)。