服务器与数据存储课件(5-6章)

第五章服务器集群技术故障转移解决方案示例问题•集群技术的优点是什么？•在整个服务器集群结构中，可以分为哪几类？典型类型是什么？什么是故障转移集群？什么是负载均衡集群？第六章服务器容错技术•教学要求：本章介绍了服务器容错技术的特点和实现方式，要求了解容错技术目前的应用情况，熟悉容错技术的使用范围，掌握双机容错方案的特点。•教学内容：1.服务器容错技术概述：什么是容错技术，容错技术的主要类型。2.服务器网卡容错技术：网卡容错技术的实现过程。3.服务器容错技术：服务器容错技术的实现方法。4.IBM中小型企业双机容错方案：方案特点。•重点、难点：容错技术和集群技术的区别服务器容错技术概述•服务器的可用性是非常重要的，我们在前面介绍的服务器集群技术就是提高服务器可用性的一种技术，但集群在接管故障服务器时有一个短暂的停顿，对于一些对可用性要求非常高的系统来说仍达不到要求，这时，就可以采用服务器容错技术。•1.1什么是容错技术•所谓“容错”，就是允许服务器出现一定的错误（即故障），但是服务器系统中要有自动修复和冗余机制，当错误出现时，这些出错的部件可以得到及时的修复，或用相同功能部件接替出错部件的工作，继续保持服务器不间断运行。•1.2容错技术的主要类型•目前服务器容错主要包括服务器网卡容错，单机容错和双机容错技术三个方面。服务器网卡容错•关系到计算机网络系统能否正常运行的因素很多,服务器网卡就是其中重要环节之一。为此,许多网络厂商推出了各自的具有容错功能的服务器网卡。例如Intel推出了三种容错服务器网卡,它们是:AdapterFaultTolerance(AFT,网卡出错冗余)、AdapterLoadBalancing(ALB,网卡负载平衡)、FastEtherChannel(FEC,快速以太通道)技术,现对这三种技术,逐一进行介绍。•2.1网卡出错冗余(AFT)•AFT技术是在服务器和交换机之间建立冗余连接,即在服务器上安装两块网卡,一块为主网卡,另一块作为备用网卡,然后用两根网线将两块网卡都连到交换机上。在服务器和交换机之间建立主连接和备用连接。一旦主连接断开,备用连接会在几秒钟内自动顶替主连接的工作,通常网络用户不会觉察到任何变化。AFT技术工作原理当服务器装上两块网卡后,AFT技术把这两块网卡作为一个网卡工作组,一块为主网卡,另一块为备用网卡。当主网卡工作时,智能软件通过备用网卡对主网卡及连接状态进行监测。•这是一种采用发送特殊设计的试探包的方法来进行的监测。若连接失效,试探包便无法送达主网卡,智能软件发现此情况,立即将工作(包括MAC网络地址)移交给备用网卡。由于所有配置信息是在瞬间转到备用网卡上的,网络用户不会察觉到有任何变化,同时也不会对服务器操作系统造成压力。•AFT在服务器和网络之间建立的冗余连接包括冗余网卡、网线、集线器或交换机端口。一条连接用于服务器正常网络通信工作,另一条连接提供备用。IntelAFT技术适用于Novell公司Netware和Microsoft公司WindowsNT服务器。Intel公司为此网卡提供智能软件以及相应的驱动程序。其中,智能软件连续监测主连接和备用连接,一旦某一环节出问题,立即采取行动。由于备用连接能立即接管,故此转换操作不会打断网络用户正在进行的应用,也不会干扰正在进行的网络操作。报警机制便于管理为了提高网卡的可管理性,AFT一•旦发现连接中有任何失效,便会发出报警信号。AFT采用基于操作系统的报警管理程序,在Netware服务器上发出Netware报警,在NT服务器上的事件记录里留下出错记录。IntelLANDesk管理程序可检测报警信号并采取适当措施。网络管理员可通过电子邮件、传真、寻呼机或手机获得出错报警信号。•2.2网卡负载平衡(ALB)•现在,越来越多的公司依赖客户/服务器网络进行重要的商务应用,更宽的服务器通道与更短的宕机时间同样重要。仅仅一个100Mbps通道对一些用户来说已不够用,特别是进行多媒体、Intranet及广域网应用时。在这种情况下,服务器瓶颈会导致整个网络速度下降,影响商务正常进行。•为了解决这个问题,一些公司采取措施,增加带宽,扩大服务器吞吐量。解决服务器瓶颈的传统方法过去,一旦服务器吞吐成为瓶颈,网络管理员往往会在服务器上增加一块网卡,划分两个网段。这样可减轻一半的通信压力,通常可缓解堵塞状况。然而,这个办法会带来一些问题,如:需另设IP地址、重新规划网络。通常网段划分需增加额外的硬件设备,如交换机、路由器等,而且在两个网段之间平衡流量是很困难的,往往需反复设置、调试。更好的办法ALB是让服务器能够更多更快传输数据的一种简单易行的好方法。这项新技术是通过在多块网卡之间平衡数据流量的方法来增加吞吐量,每增加一块网卡,就增宽100Mbps通道。•另外,ALB还具有AFT同样的容错功能,一旦其中一条链路失效,其他链路仍可保障网络的连接。当服务器网卡成为网络瓶颈时,ALB技术无须划分网段,网络管理员只需在服务器上安装两块具有ALB功能的网卡,并把它门配置成ALB状态,便可迅速、简便地解决瓶颈问题。这种方法无需在客户端作任何设置,也不需要通过路由来实现客户之间的通信。另外,服务器上所有网卡之间的通信量是平衡的。ALB工作原理与AFT一样,ALB在网卡驱动程序里带有智能软件,为了配合ALB工作,智能软件动态管理ALB网卡组,连续分析服务器各块网卡上的数据流量。对服务器来说,ALB网卡组中一条通道双向通信,其余的只向外发送。ALB可为网络客户提供同样的服务器响应等级。采用四块网卡的ALB技术,吞吐量可近400Mbps.•2.3快速以太通道(FEC)•FEC是Cisco公司针对Web浏览及Intranet等对吞吐量要求较大的应用而开发的一种增大带宽的技术。FEC同时也为进行重要应用的客户/服务器网络提供高可靠性和高速度。FEC具有AFT和ALB的全部功能。在服务器上,FEC与ALB相似,在几块网卡间可实现容错和负载平衡。而且,与具备FEC特性的交换机连接,服务器可实现多块网卡双向平衡通信。•与ALB一样,FEC采用多块网卡同时分担通信量的办法来解决服务器吞吐瓶颈问题,而且,服务器同样也只给FEC网卡组分配一个网络地址,网卡智能软件自动平衡FEC网卡组内每块网卡负载的通信量。FEC网卡组中每块网卡都是工作在全双工快速以太网状态。•FEC工作原理•FEC是一项将多个全双工快速以太网连接成组,实现高速、容错连接的技术。一台FEC交换机可连接二三块或四块快速以太服务器网卡,全双工时支持多达800Mbps的带宽。由于FEC交换机内部集成了FEC负载平衡特性,增加通道连接便可获得更高的吞吐量,因此,增大带宽不会造成延迟或降低系统性能。冗余并行数据路径,有助于确保FEC的连接。一旦其中一条失效,智能软件可在客户不知不觉的情况下,自动将原失效通道上的信息转到其他的通道上去。扩展性满足未来需要FEC以全双工方式工作,将带宽扩展到200Mbps～800Mbps,解决了许多公司目前100Mbps不够用的问题。FEC技术同时也适于今后的发展需要,FEC是一项基于标准的技术(符合IEEE802.3),它可实现向1000Mbps迈进的无缝连接。•注意AFT、ALB、FEC用的是同一个驱动程序,一个网卡组只能采用一种设置。系统采用何种技术要视具体情况而定。容错服务器•单机容错技术以Stratus公司的ftServer、惠普公司的NonStop服务器和NEC公司的Express5800/ft为代表。这种技术具有比双机冗余方案更高的容错能力。据查阅有关技术资料，双机冗余系统的可靠性可以达到99.9%，也就是3个9的能力，而Stratus公司的方案，其可靠性可以达到5个9。惠普公司企业服务器，其NonStop服务器作为目前惠普公司最高档的服务器，其可靠性可以达到7个9的水平。双机冗余与单机容错有很多的差异，绝不是3个9和5个9的区别。•容错服务器的必要性：•进入21世纪以来，制造、中小企业、能源、交通等领域对服务器，特别是中低端IA服务器的需求激增，过去仅仅可以应用在RISC平台、HP－UX环境下的容错产品也面临着新的挑战。另一方面，企业越来越依赖信息系统来完成关键业务的应用，同时他们不可能配备更多的专业人员来进行专职维护。双机热备、集群服务器遇到难题。尤其对24小时不间断，长期工作负责核心的服务系统，需要具备容错服务。容错服务器与集群的区别IBM中小型企业双机容错方案