雙節(jié)點群集技術在門戶網站系統(tǒng)中的應用

[摘 要] 本文介紹了故障轉移群集技術原理和特點，結合吉林石化門戶網站數據庫群集的系統(tǒng)部署，詳細闡述了在Windows Server 2008 R2 操作系統(tǒng)下實現SQL Server 2008的雙節(jié)點數據庫故障轉移群集的方法。

[關鍵詞] 故障轉移群集；雙節(jié)點群集；數據庫；SQL Server 2008

[中圖分類號] TP393；F270.7 [文獻標識碼] A [文章編號] 1673 - 0194（2013）13-0041-03

0 引 言

吉林石化公司門戶網站是本企業(yè)發(fā)布新聞、通知，實現二級單位管理、信息鏈接與查詢、資源共享，集成各種綜合應用系統(tǒng)的統(tǒng)一平臺，保障門戶系統(tǒng)的正常運行至關重要。目前根據規(guī)劃對門戶網站系統(tǒng)進行全面的升級，此次升級后操作系統(tǒng)版本為Windows Server 2008 R2，數據庫的群集服務正是基于此操作系統(tǒng)內置的故障轉移群集技術。

1 群集技術及原理

Windows Server 2008提供了兩種群集技術：故障轉移群集（Failover Cluster）和網絡負載平衡，其中故障轉移群集主要用于搭建高可用性架構。故障轉移群集是一組獨立的計算機，這些計算機相互協(xié)作以提高應用程序和服務的可用性。群集內的每臺服務器被稱為節(jié)點（Node），節(jié)點之間通過網絡硬件和軟件連接在一起為用戶提供服務，如果其中一個群集節(jié)點出現故障，另一個節(jié)點就會開始提供服務（該過程稱為故障轉移），通過使用冗余節(jié)點來減少宕機時間[1]。其典型的應用包括文件服務器、數據庫服務器和打印服務器。

故障轉移群集只適用于Windows Server 2008 R2企業(yè)版和Windows Server 2008 R2 數據中心版，目前應用最廣泛的是雙節(jié)點故障轉移群集。

雙節(jié)點故障轉移群集原理如圖1所示。

Node A 和Node B 組成雙節(jié)點群集，對于客戶端來說體現為一臺虛擬的服務器，通過軟件連接，將需要管理的資源提交給群集管理器。通過群集服務器，客戶端發(fā)送給虛擬主機的服務請求由Node A上的服務程序或應用程序從磁盤陣列中讀取業(yè)務數據處理以后通過群集服務器返還給客戶端。

Node A 和Node B采用直連，Node B 通過心跳信號檢測A的狀態(tài)，當群集服務器發(fā)現處于Active的節(jié)點發(fā)生故障時則關閉Node A上的服務和應用程序，同時釋放Node A的主機名，IP地址、磁盤陣列等控制權由Node B接管，然后啟動Node B上的服務和程序，從而實現故障轉移的目的。

其中群集搭建中需要共享的磁盤陣列用來做仲裁盤、DTC和共享盤[2]。

仲裁盤：群集系統(tǒng)數據的固定存儲區(qū)域，網絡連接失敗后各節(jié)點聯(lián)系的紐帶，當群集網絡故障導致節(jié)點間無法通訊后，仲裁機制可保證群集中只有一個節(jié)點進入聯(lián)機狀態(tài)。

DTC：即分布式事務協(xié)調器，當主節(jié)點宕機時，備份節(jié)點會“取出”宕機時的工作狀態(tài)繼續(xù)提供服務。

共享盤：安裝數據庫文件。

2 吉林石化門戶系統(tǒng)應用實例

2.1 設計思路

吉林石化門戶系統(tǒng)的數據庫服務器采用雙節(jié)點的群集結構，當工作服務器運行正常時，備用服務器只是處于監(jiān)聽監(jiān)測的狀態(tài)，當工作服務器故障時，備用服務器接管主機的一切服務，待主機恢復正常后，將服務器切換到主機上運行，數據的一致性通過共享存儲解決，實現門戶系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠運行。

該系統(tǒng)采用的硬件平臺配置為：數據庫服務器采用兩臺IBM X3850 X5，每臺服務器配有Emulex光纖卡兩塊，兩塊雙口網卡，磁盤陣列在原有的EMC CX480上進行擴展，擴展磁盤容量為600G*8，交換機采用H3C S5500-28C。

軟件配置為：操作系統(tǒng)選用Microsoft Windows Server 2008 R2 Enterprise （64位），數據庫服務器安裝SQL Server 2008 R2 Enterprise（64位）。

部署前先做好服務器磁盤空間及IP地址規(guī)劃，注意網絡高級設置中的綁定順序，服務器的生產網絡要優(yōu)于心跳網絡，如圖2所示。

2.2 實現方法

吉林石化部署的數據庫服務器每臺配置兩塊光纖卡，此光纖卡用于服務器與存儲陣列的兩臺冗余光纖交換機相連接。兩塊雙口網卡，其中一口網卡用于連接兩臺服務器的心跳線，一口網卡用于將服務器連接在局域網內，一口網卡用于CMS頻道數據遷移使用。

數據庫服務器與磁盤陣列連接如圖3所示。

硬件連接好之后，在兩臺配置相同的服務器上均安裝Windows 2008 Enterprise Server R2企業(yè)版操作系統(tǒng)，安裝光纖卡的驅動程序。

將EMC CX480中擴展的8塊硬盤做一個RAID組，設置RAID5+1熱備方式，劃分3個LUN：一個用于仲裁盤，容量為1G；一個用于DTC，容量為 1G；一個用于共享盤，容量為2T。在兩臺服務器的磁盤管理器中，會看到窗口上多了3個磁盤，然而它并不是真正連接到服務器上的磁盤，而是磁盤陣列中的LUN，如圖4所示。

然后需要兩臺服務器上分別驗證訪問這個3個磁盤的有效性，注意在一臺服務器的共享磁盤上寫數據時，另外一臺訪問的共享磁盤應處于脫機狀態(tài)，待數據寫完后再聯(lián)機，查看文件的有效性，如此反復在另外一臺服務器上進行測試，保證磁盤的可用性。

群集中的所有服務器都必須位于同一 Active Directory 域中，連接好磁盤陣列后，將服務器加入中國石油集團域控服務器及DNS服務器，再次登錄時采用域賬戶登錄，進行集中控制及應用軟件部署。

根據添加故障轉移群集功能的向導，我們需要對群集服務器作一系列的配置，具體步驟包括：

（1）打開服務器管理器“功能”—“故障轉移群集” 選擇“創(chuàng)建群集向導”。

（2）將兩臺服務器加入群集，確定群集名稱。在安裝添加群集功能結束后，Windows Server 2008包含一個內置的驗證過程，使用戶能夠對系統(tǒng)，存儲及網絡的配置是否適于集成進行確認，新的確認向導所進行的部分測試包括：

節(jié)點測試，確認服務器是否正在運行同樣的操作系統(tǒng)版本及是否進行了相同的軟件更新。

網絡測試，確定是否計劃的群集網絡符合具體的需求，如針對網絡冗余是否具有至少兩個獨立的子網。

存儲測試，分析是否進行了正確的存儲配置，以使所有共享的磁盤能通過全部的群集節(jié)點進行讀取以及確認存儲是否符合特定的需求[3]。

驗證過程如圖5所示。

驗證結束后需要驗證群集是否安裝成功，在群集管理界面上手動停止主服務器的服務，服務可以自動切換到備用服務器節(jié)點上，從而驗證群集的正確性。

（3）配置仲裁磁盤及IP， 配置DTC及IP，其中仲裁磁盤選擇多數節(jié)點與磁盤，選擇大小至少 500 MB 且配置了 NTFS 分區(qū)的磁盤，我們這里為1G。

（4）安裝SQL Server 2008故障群集，需要注意的是在主機上安裝新的SQL Server故障轉移群集，在安裝過程中實例安裝到非系統(tǒng)盤，數據文件安裝到共享磁盤。

（5）設置管理用戶、密碼、登錄方式等。

（6）在備機上選擇向SQL Server故障轉移群集添加節(jié)點。

這樣就完成了整個故障轉移群集部署。

3 結 論

雙節(jié)點群集技術的應用保障了用戶訪問系統(tǒng)數據的實時性、完整性，實現了門戶系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。

主要參考文獻

[1]劉鵬，靳文婷.故障轉移集群部署在石油銷售企業(yè)檔案管理系統(tǒng)中的應用[J].中國管理信息化，2012（8）.

[2]李皓 .Windows Server 2008中故障轉移的創(chuàng)新點[J].每周電腦報，2008（3）.

[3]戴有煒.Windows Server 2008 R2 安裝與管理[M].北京：清華大學出版社，2011.