一文讀懂雙機熱備份和單機容錯的區(qū)別

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

　　一、雙機熱備份技術(shù)

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

　　圖1

　　在這個容錯方案中，操作系統(tǒng)和應用程序安裝在兩臺服務器的本地系統(tǒng)盤上，整個網(wǎng)絡系統(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熱備份系統(tǒng)，將所有站點的數(shù)據(jù)直接從中央存儲設備讀取和存儲，并由專業(yè)人員進行管理，極大地保護了數(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，在一臺服務器出現(xiàn)故障時，備機主動替代主機工作，保證網(wǎng)絡服務不間斷。

　　雙機熱備份系統(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間間隔發(fā)送通訊信號，表明各自系統(tǒng)當前的運行狀態(tài)。一旦“心跳”信號表明主機系統(tǒng)發(fā)生故障，或者備用系統(tǒng)無法收到主機系統(tǒng)的“心跳” 信號，則系統(tǒng)的高可用性管理軟件認為主機系統(tǒng)發(fā)生故障，主機停止工作，并將系統(tǒng)資源轉(zhuǎn)移到備用系統(tǒng)上，備用系統(tǒng)將替代主機發(fā)揮作用，以保證網(wǎng)絡服務運行不間斷。

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

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

　　雙機互備模式，是兩個相對獨立的應用在兩臺機器同時運行，但彼此均設為備機，當某一臺服務器出現(xiàn)故障時，另一臺服務器可以在短時間內(nèi)將故障服務器的應用接管過來，從而保證了應用的持續(xù)性，但對服務器的性能要求比較高。配置相對要好。

　　雙機雙工模式：是目前cluster（群集）的一種形式，兩臺服務器均為活動，同時運行相同的應用，保證整體的性能，也實現(xiàn)了負載均衡和互為備份，需要利用磁盤柜存儲技術(shù)（最好采用San方式）。WEB服務器或FTP服務器等用此種方式比較多。

　　二、單機容錯技術(shù)

　　從上面的分析我們知道，雙機熱備份技術(shù)所采用的是兩臺配置完全一樣的服務器系統(tǒng)，其實服務器群集方案中的容錯技術(shù)也是一種多服務器容錯技術(shù)。而本節(jié)所要介紹的單機容錯技術(shù)則是在一臺服務器實現(xiàn)高性能容錯的，它的容錯能力要遠比服務器群集和雙機熱備份中容錯能力要高，所以更加適合那些如證券、電信、金融、醫(yī)療等對容錯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，需要中斷服務器的運行，然后用一定的時間切換至備用的服務器上面進行運行，才能進行維修和恢復，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。具有容錯技術(shù)的容錯服務器，最大的優(yōu)勢就在于它能夠自動分離故障模塊，在不中斷運行的情況下，進行模塊調(diào)換，對損壞的部件進行維護，并且在一切物理故障消除后，系統(tǒng)會自動重新同步運行，從而有效的解決了客戶的后顧之憂。正因如此，具有容錯技術(shù)的容錯服務器，正在沖擊前幾年興起的雙機熱備份和集群技術(shù)，越來越被人們所關注。同時，更為難得的是它可以在采用符合工業(yè)標準部件的服務器中實現(xiàn)（IA架構(gòu)服務器），極具競爭力的成本優(yōu)勢，更使得容錯服務器令人刮目相看。

　　容錯服務器是通過CPU時鐘鎖頻，通過對系統(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行，實現(xiàn)真正意義上的容錯。系統(tǒng)任何部件的故障都不會造成系統(tǒng)停頓和數(shù)據(jù)丟失。目前很多容錯系統(tǒng)是基于IA架構(gòu)的服務器，與 Windows 2000完全兼容，實現(xiàn)以前只有在RISC系統(tǒng)上才能實現(xiàn)的容錯。這種容錯技術(shù)在IA服務器上的實現(xiàn)，將IA服務器的可靠性提高到了99.999％，同時服務器的運行是不間斷的。

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

　　另外，雙機熱備份方式由于需要至少2臺服務器，導致在軟件采購（操作系統(tǒng)、中間件、雙機備份軟件等）、軟件維護升級、系統(tǒng)硬件升級都需要比單機容錯方式多1倍的額外投入，而且在雙機備份軟件出現(xiàn)故障后，其維修的難度較高，對客戶會帶來較大困難。因此雖然單機容錯服務器的硬件成本高于雙機備份方式的硬件投入，而其總成本（TCO）卻遠遠低于雙機備份方式的成本。但是就其靈活配置方面，雙機熱備份方案更具優(yōu)勢，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器產(chǎn)品進行的，可以滿足不同客戶需求。但總體來說，容錯服務器是未來發(fā)展的趨勢。