淺談群集技術(shù)在辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中的應(yīng)用

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    隨著計(jì)算機(jī)的普及和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，用戶對網(wǎng)絡(luò)辦公系統(tǒng)的應(yīng)用越來越依賴，這就要求辦公系統(tǒng)具有較高的可靠性，并且要保證系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)安全。高町靠性是指要求必須能夠及時(shí)解決各種導(dǎo)致系統(tǒng)失敗的意外情況，保證網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器不間斷地正常運(yùn)行。因此，保證辦公系統(tǒng)服務(wù)的持續(xù)性和數(shù)據(jù)的安全存儲(chǔ)已成為辦公系統(tǒng)安全建設(shè)的一個(gè)重要指標(biāo)。利用群集技術(shù)可以保證在單臺(tái)服務(wù)器硬件以及操作系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)的不間斷運(yùn)行，從而提高系統(tǒng)的高可用性。以下本文將介紹基于Microsoft Windows 2003 Enterprise Edition和Microsoft SQL Server2000的群集的實(shí)現(xiàn)。

一、群集的概念及分類

    1、群集的概念

    群集(Cluster)技術(shù)是近幾年興起的發(fā)展高性能計(jì)算機(jī)的一項(xiàng)技術(shù)。它是一組相互獨(dú)立的計(jì)算機(jī)，利用高速通信網(wǎng)絡(luò)組成一個(gè)單一的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，并以單一系統(tǒng)的模式加以管理。其出發(fā)點(diǎn)是提供高可靠性、可擴(kuò)充性和抗災(zāi)難性、一個(gè)群集包含多臺(tái)擁有共享數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間的服務(wù)器，各服務(wù)器通過內(nèi)部局域網(wǎng)相互通信。當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，它所運(yùn)行的應(yīng)用程序?qū)⒂善渌?wù)器自動(dòng)接管。在大多數(shù)模式下，群集中所有的計(jì)算機(jī)擁有一個(gè)共同的名稱。群集內(nèi)的任一系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的服務(wù)都可被所有的網(wǎng)絡(luò)客戶所使用。

    2、群集的分類

    群集一般可分為負(fù)載平衡群集和故障轉(zhuǎn)移群集。

    (1)負(fù)載平衡群集。在實(shí)施負(fù)載平衡的服務(wù)器群集中，處理請求分布于各個(gè)服務(wù)器。負(fù)載平衡群集中的各個(gè)不同的服務(wù)器分別處理負(fù)載，但并不共享磁盤陣列或內(nèi)存等資源。如果其中一個(gè)服務(wù)器發(fā)生故障，處理負(fù)載町以被簡單地重新分布于群集中幸存的各個(gè)節(jié)點(diǎn)。負(fù)載平衡群集適用于沒有長期運(yùn)行的內(nèi)存中狀態(tài)的應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序稱為“無狀態(tài)”應(yīng)用程序。無狀態(tài)應(yīng)用程序?qū)⒚總€(gè)客戶端請求視為獨(dú)立的操作，因此它可以獨(dú)立地對每個(gè)請求進(jìn)行負(fù)載平衡。無狀態(tài)應(yīng)用程序通常具有只讀數(shù)據(jù)或不常更改的數(shù)據(jù)。前端Web服務(wù)器、虛擬專用網(wǎng)絡(luò)(VPN)、文件傳輸協(xié)議(m)服務(wù)器以及防火墻和代理服務(wù)器通常使用網(wǎng)絡(luò)負(fù)載平衡。網(wǎng)絡(luò)負(fù)載半衡群集還可以支持其他基于TCP或UDP的服務(wù)和應(yīng)用程序，提高其性能。

    (2)故障轉(zhuǎn)移群集。故障轉(zhuǎn)移群集是由兩個(gè)或更多的共享資源的獨(dú)立計(jì)算機(jī)組成，如果其中一臺(tái)服務(wù)器發(fā)牛故障，那么群集中的其他服務(wù)器會(huì)接管資源并處理負(fù)載。故障轉(zhuǎn)移群集中的資源足在各計(jì)算機(jī)之間共享的。故障轉(zhuǎn)移群集是針對具有長期運(yùn)行的內(nèi)存中狀態(tài)或具有大型的、頻繁更新的數(shù)據(jù)狀態(tài)的應(yīng)用程序而設(shè)計(jì)。這些應(yīng)用程序稱為“狀態(tài)”應(yīng)用程序，并且他們包括數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序和消息傳遞應(yīng)用程序。故障轉(zhuǎn)移群集的典型使用包括文件服務(wù)器、打印服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和消息傳遞服務(wù)器。

二、群集技術(shù)應(yīng)用實(shí)例

    網(wǎng)絡(luò)辦公系統(tǒng)主要由行政辦公、通知公告、會(huì)議管理、即時(shí)通訊以及個(gè)人事務(wù)等模塊組成。單位內(nèi)部工作的開展都是以辦公系統(tǒng)中提供的各種信息為依據(jù)進(jìn)行的，因此要求辦公系統(tǒng)具備較高安全穩(wěn)定性，從而防范兇系統(tǒng)自身出現(xiàn)的故障而給正常的工作開展帶來風(fēng)險(xiǎn)。這就要求軟件系統(tǒng)本身除了具有應(yīng)有的功能外，軟件應(yīng)用平臺(tái)也應(yīng)具備良好的防范風(fēng)險(xiǎn)能力。下面就以由兩臺(tái)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)的微軟故障轉(zhuǎn)移群集在辦公系統(tǒng)中的應(yīng)用為例來說明其實(shí)現(xiàn)方法。

    1、安裝前的準(zhǔn)備

    (1)一臺(tái)域控制器，群集中所有節(jié)點(diǎn)必須是同一域的成員；

    (2)兩臺(tái)硬件配置一樣的服務(wù)器，要求雙網(wǎng)卡，其中一塊作為公用網(wǎng)絡(luò)使用，另外一塊作為兩臺(tái)服務(wù)器之間的通信使用，以下簡稱節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B；

    (3)磁盤陣列一臺(tái)，用于辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，由于辦公系統(tǒng)的應(yīng)用較多，凼此建議在劃分存儲(chǔ)空問的時(shí)候應(yīng)充分考慮到數(shù)據(jù)量的增加。為每個(gè)應(yīng)用合理分配使用空間，另外需要?jiǎng)澇霾恍∮?0M的空間作為群集的仲裁資源；

    (4)光通道交換機(jī)一臺(tái)，用于服務(wù)器和磁盤陣列之間的數(shù)據(jù)交互；

    (5)光纖陣列卡兩塊，用于連接服務(wù)器和光通道交換機(jī)；

    (6)規(guī)劃好兩個(gè)群集名，一個(gè)用做操作系統(tǒng)，一個(gè)用作數(shù)據(jù)庫；六個(gè)唯一的靜態(tài)IP地址，兩個(gè)用于專用網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)卡，兩個(gè)用于公用網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)卡，一個(gè)用于群集虛擬地址，一個(gè)用于SQLServer虛擬地址。安裝好后這些IP數(shù)值不能隨意更改，否則會(huì)導(dǎo)致群集失敗。

    2、安裝Windows 2003故障轉(zhuǎn)移群集

    首先為節(jié)點(diǎn)A和節(jié)點(diǎn)B安裝Windows 2003操作系統(tǒng)并接受默認(rèn)應(yīng)用程序選項(xiàng)；然后關(guān)閉節(jié)點(diǎn)B，在節(jié)點(diǎn)A絡(luò)選擇“開始”菜單，指向“程序”子菜單，找到“管理工”子菜單．然后單擊“群集管理器”命令，選擇“創(chuàng)建新群集”，然后根據(jù)群集向?qū)б来屋斎牍镜挠蛎褪孪葴?zhǔn)備好的群集名，節(jié)點(diǎn)A的計(jì)算機(jī)名，這時(shí)會(huì)對群集配置進(jìn)行一個(gè)完全分析。需要注意的是如果有任何一項(xiàng)無法通過檢測，務(wù)必檢查原兇、排除問題，否則可能會(huì)導(dǎo)致群集安裝不成功。接下來輸入群集的虛擬地址，群集帳號(hào)，點(diǎn)擊“下一步”就開始創(chuàng)建群集了。在配置完節(jié)點(diǎn)A的群集服務(wù)后，開啟節(jié)點(diǎn)B，同時(shí)不要關(guān)閉節(jié)點(diǎn)A，否則無法加入現(xiàn)有群集。打開群集管理器，選擇“添加節(jié)點(diǎn)到群集”，單擊“瀏覽”，找到之前創(chuàng)建的群集名，點(diǎn)擊“確定”，進(jìn)入添加節(jié)點(diǎn)向?qū)?，按照提示步驟將節(jié)點(diǎn)B添加到群集中。在成功安裝了群集后，需要配置MSDTC在群集中運(yùn)行。因?yàn)镾QLServer 2000在群集中執(zhí)行分布式查詢、兩階段提交事務(wù)以及某嶼復(fù)制功能時(shí)，都需要Microsoft分布式事務(wù)處理協(xié)調(diào)器(MSDTC)。安裝Windows 2003并配置群集之后，必須在所有節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行群集向?qū)б耘渲肕SDTC在群集模式下運(yùn)行；在“開始”菜單中，指向“程序”子菜單，選擇“管理工具”子菜單下的“群集管理器”命令，然后單擊“視圖組”菜單中的“群集組”命令。該組包含MSDTC資源。

    3、在SQL Server 2000絡(luò)安裝故障轉(zhuǎn)移群集

    在Windows 2003絡(luò)安裝好群集之后，SQL Server 2000的群集安裝就相對簡單了，而且只需對一個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行安裝，系統(tǒng)將自動(dòng)配置群集應(yīng)用。首先，確定創(chuàng)建虛擬服務(wù)器所需的信息(例如，群集磁盤資源、IP地址和網(wǎng)絡(luò)名稱)以及故障轉(zhuǎn)移可用的節(jié)點(diǎn)。用于故障轉(zhuǎn)移群集的群集磁盤應(yīng)傘部位于單個(gè)群集組內(nèi)，并且由運(yùn)行安裝程序的節(jié)點(diǎn)所擁有；其次，啟動(dòng)安裝程序開始安裝。輸入了所有必需的信息后，安裝程序?qū)⑿碌腟QL Server實(shí)例安裝在群集內(nèi)每一臺(tái)計(jì)算機(jī)的本地磁盤絡(luò)，而將系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫安裝在指定的群集磁盤絡(luò)。二進(jìn)制文件以完全相同的路徑安裝在每個(gè)群集節(jié)點(diǎn)絡(luò)，兇此必須確保每個(gè)節(jié)點(diǎn)與群集中所有其它節(jié)點(diǎn)共享一個(gè)本地驅(qū)動(dòng)器號(hào)；最后，安裝一個(gè)SQL Server2000實(shí)例，以創(chuàng)建一個(gè)新的虛擬服務(wù)器和所有資源。完成后，可以在群集管理上具中看到新配置的資源，移動(dòng)磁盤組至另一節(jié)點(diǎn)，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)庫是否在本節(jié)點(diǎn)絡(luò)關(guān)閉．在另一節(jié)點(diǎn)絡(luò)正常運(yùn)行，而對于客戶而言，應(yīng)看到的是同一個(gè)數(shù)據(jù)庫實(shí)例。如果一切正常，安裝配置就完成了。

三、常見問題及注意事項(xiàng)

    1、群集連接失敗時(shí)在本地打開群集資源

    如果群集服務(wù)未運(yùn)行在群集中的任何節(jié)點(diǎn)絡(luò)，或者如果群集網(wǎng)絡(luò)名稱資源處于脫機(jī)狀態(tài)，則會(huì)出現(xiàn)此問題。若要解決此問題，驗(yàn)證群集中至少一個(gè)節(jié)點(diǎn)絡(luò)正在運(yùn)行的群集服務(wù)。如果該服務(wù)未運(yùn)行。請通過使用服務(wù)工具來啟動(dòng)它。您還可以嘗試通過指定在的節(jié)點(diǎn)之一連接到群集，或如果您單擊“開始”菜單絡(luò)的“運(yùn)行”．然后在“打開”框中鍵入cluadmin.exe，就可以連接到本地的群集。

    2、群集服務(wù)器升級(jí)問題

    在群集中，群集資源的升級(jí)只需要在豐節(jié)點(diǎn)絡(luò)安裝即可完成全部節(jié)點(diǎn)絡(luò)的升級(jí)。如SQL Server的補(bǔ)丁升級(jí)：作只需在活動(dòng)節(jié)點(diǎn)絡(luò)運(yùn)行升級(jí)補(bǔ)丁就可以完成，并不需要在各個(gè)節(jié)點(diǎn)逐一運(yùn)行升級(jí)。不過SQL Server的新聯(lián)機(jī)幫助文件要在各個(gè)節(jié)點(diǎn)絡(luò)分別安裝。服務(wù)器絡(luò)Windows操作系統(tǒng)的補(bǔ)丁升級(jí)工作需要每個(gè)節(jié)點(diǎn)各自升級(jí)也可以逐個(gè)節(jié)點(diǎn)依次升級(jí)也可以各個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)升級(jí)。如果升級(jí)后需要重啟系統(tǒng)，需要先重啟資源空閑的服務(wù)器，然后再重啟資源所在服務(wù)器，以免造成群集資源爭搶。

    3、SQL Server群集故障的檢查排除順序

    當(dāng)排除群集SQL Server服務(wù)器的故障時(shí)，要按照特定的順序進(jìn)行，除非已經(jīng)確定是SQL的問題。要按照硬件、操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)、系統(tǒng)群集、SOL Server的順序排除故障，耍仔細(xì)認(rèn)真盎看相關(guān)的系統(tǒng)事件甘志逐一排查，因?yàn)榻j(luò)述的各部件的故障有可能會(huì)都顯示為SQLServer群集的故障，而實(shí)際絡(luò)也許SQLServer群集本身并沒有故障。

四、結(jié)束語

    上述所設(shè)計(jì)的方案是將辦公系統(tǒng)的Web應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫均部署在群集的兩臺(tái)服務(wù)器上。經(jīng)過幾年的使用，故障轉(zhuǎn)移群集技術(shù)在很大程度上保障了本單位辦公系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。當(dāng)然，也可以根據(jù)應(yīng)用需求單獨(dú)將數(shù)據(jù)庫服務(wù)器做成群集，而Web應(yīng)用采用負(fù)載平衡技術(shù)。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，群集技術(shù)也越來越先進(jìn)，Windows Server 2005系統(tǒng)就對故障轉(zhuǎn)移群集的設(shè)置和管理進(jìn)行了簡化，使群集更加安全和穩(wěn)定，改善了群集中的網(wǎng)絡(luò)連接以及存儲(chǔ)通信的方式，進(jìn)一步提高了群集的穩(wěn)定性和工作效率。