运用集群和分区技术实现多机互备

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摘要：传统的小型机集群有双机热备、双机互备和双机双工三种模式。本文介绍了如何运用集群技术和小型机分区技术实现多台小型机互备，提高资源利用率。

关键词：小型机 集群 分区技术 多机互备

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）04-0139-01

1 引言

传统的IT架构设计对于重要的服务通常使用两台服务器互相备份，同时运行同一服务。当一台服务器出现故障时，由另一台服务器继续对外提供服务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统正常运行。常见的工作模式有双机热备、双机互备和双机双工三种方式。

双机热备即是指当活动服务器出现故障时，备用机器自动接管相关资源并对外提供服务，确保应用在短时间内恢复正常。双机互备指两台服务器同时对外提供不同服务，彼此互为备机，当一台设备出现故障时，另一台可以在短时间内将故障设备的应用接管过来，实现应用的高可用性。它可以避免了两个应用使用四台服务器分别实现双机热备。双机双工指两台或多台服务器同时运行相同的应用，实现负载均衡和互为备份。

2 研究课题

中厚板钢轧制造执行管理系统的软件实施商要求购置IBM小型机、PC服务器、SAN交换机、盘阵、带库和负载均衡设备，完成MES和OA/WSS系统的平台搭建。

按照传统的双机热备部署方式设计硬件架构，相关软硬件的采购费用数目庞大，中厚板无力承担。因此需要对设计方案进行合理整合，在不增加资金投入的前提下，解决利用状态正常的设备接管宕机系统提供服务的问题，提出既符合软件架构需求又满足中厚板生产环境要求的平台设计方案。

3 研究结果

小型机在单机处理能力上存在着无与伦比的优势，可以在处理单一应用时表现出非常优异的性能，同时还可以采用分区技术满足多应用按需分配资源的需求。在分区基础上组建集群，可以实现单台物理设备为多个独立业务系统提供服务和故障转移功能，满足对处理性能要求不明确而对稳定性有明确要求的多应用系统部署需求。

通过运用分区技术和集群技术，中厚板钢轧制造执行管理系统的MES、OA/WSS（报表）和DI（接口）系统由DB、APP、DI三台IBM小型机完成平台架设，在确保系统稳定性前提下充分发挥设备的处理能力。其中MES和OA/WSS系统都由应用服务器和数据库服务器组成，DI系统没有数据库。MES应用服务器负载高，需要部署两个应用实例，通过负载均衡设备对外提供服务。下图是系统切换示意图和切换策略说明（如图1）：

（1）数据库服务器DB、应用服务器APP和接口服务器DI分别通过分区技术各自划分为两台服务器。DB服务器划分为MES数据库服务器和MES应用服务器，APP服务器划分为MES应用服务器和OA/WSS应用服务器，DI服务器划分为DI应用服务器和OA/WSS数据库服务器。

（2）DB服务器的MES数据库分区与APP应用服务器的MES应用分区构建高可用集群，MES数据库分区为主节点，MES应用分区为备用节点。系统正常运行状态下，MES数据库分区接管存放于盘阵的MES数据库卷组，运行数据库。如果MES数据库分区所在的DB服务器发生故障，集群将数据库迁移至MES应用分区运行。

（3）APP服务器的MES应用分区在DB服务器正常运行状态下接管存放于盘阵的MES源码卷组，运行WebSphere应用。DB服务器的MES应用分区通过APP服务器的MES应用分区提供NFS服务读取同一份程序脚本运行WebSphere应用，通过WebSphere的集群协调多实例功能和F5的负载均衡功能，与APP应用服务器的MES分区构建WebSphere应用集群，实现负载均衡和故障转移功能。当APP服务器发生硬件故障导致集群切换后，DB服务器的MES应用分区接管共享盘阵的程序脚本卷组后，运行WebSphere应用。

（4）APP服务器的OA/WSS应用分区与DI服务器的OA/WSS数据库分区构建高可用集群。在APP服务器和DI服务器运行状态正常的情况下，APP服务器的OA/WSS应用分区接管共享盘阵的OA/WSS源码卷组，运行OA/WSS系统的Websphere应用；DI服务器的OA/WSS数据库分区接管共享盘阵的OA/WSS数据库卷组，运行OA/WSS系统的数据库。当APP服务器和DI服务器中任何一台服务器发生硬件故障，对应服务器的对应分区接管共享盘阵的卷组和应用，实现互备。

（5）DI服务器的DI分区作为MES系统的接口服务器运行DI程序，负责与四级SAP系统和二级自动化系统的数据交互，同时作为主节点与DB服务器的MES应用分区构建高可用集群，在DI服务器发生硬件故障，将DI程序迁移至DB服务器的MES应用分区运行。

4 结语

通过综合运用分区和集群技术，可以确保三台IBM小型机中任意一台发生故障，其运行的系统可以由其它两台自动接管，实现了多机互备。该方案不仅使小型机的处理能力得以充分发挥，极大地降低了采购成本，更借助于小型机高可用性，为要求严苛的生产系统提供了稳固的运行平台。

参考文献

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[3]齐超.高可用集群中的故障切换策略[A].中国企业自动化和信息化建设论坛暨中南六省区自动化学会学术年会专辑[C].2004.