前言

数据信息是当今社会进步、 发展的关键。面对日益庞大的计算机网络，用户的要求是网络能够可靠、高速、 稳定地运行。 当前大部分网络服务都是采用中心服务器的模式（ 只有一台服务器 ），服务器的高可靠性、高可用性是网络安全运行的关键，一旦服务器出现故障，所提供的服务就会被中断，影响正常工作，并可能丢失关键数据， 从而造成严重后果。 无论对企业的有形和无形资产都带来不必要的损失。 如何在故障情况下尽快恢复使用并保证数据的安全， 已经成为一个日渐突出的问题。 服务器双机热备份技术正是解决由软硬件故障引起可靠性降低的有效措施，该技术较为成熟，成本相对较低，具有安装维护简单、稳定可靠、监测直观等优点，在网络保障中获得了广泛的应用。

一、双机热备阐述

什么是双机热备？

所谓双机热备份， 概况地说，就是用网络两台服务器连接起来，平时互相备份，共同执行同一服务。 当一台服务器停机时， 可以由双机中的另一台服务器自动将停机服务器的业务接管， 从而在不需要人工干预的情况下， 保证系统能持续提供服务。

什么时候需要双机热备呢 ?

一般服务器要长年累月 （ 7 X 24 小时） 不间断工作，其备份工作就绝对少不了。所以，决定是否使用双机热备，应先对系统的重要性，以及终端用户对服务中断的容忍程度进行考虑， 然后再来决定是否使用双机热备。 比如网络中的用户多能容忍多长时间恢复服务？如果服务不能很快恢复会造成什么样的后果等等。
 

 
二、双机热备拓扑图以及工作原理
 
  
双机热备工作示意图
  
三、双机热备方案介绍

在高可用性方案中， 操作系统和应用程序是安装在两台服务器的本地系统盘上的，而整个网络系统的数据是通过 磁盘阵列 集中管理和数据备份的。 数据的集中管理是通过双机热备份系统， 将所有站点的数据直接从中央存储设备来读取和存储，并由专业人员进行管理， 极大地保护了数据的安全性和保密性。 用户的数据存放在外接共享磁盘阵列中， 在一台服务器出现故障时， 备机主动替代主机工作，保证网络服务不间断。

双机热备份系统采用“心跳”方法保证主系统与备用系统的联系。所谓“ 心跳 ”，指的是主从系统之间相互按照一定的时间间隔发送通讯信号，表明各自系统当前的运行状态。一旦“心跳”信号表明主机系统发生故障，或者是备用系统无法收到主机系统的“心跳”信号，则系统的高可用性管理软件（ 双机软件RoseHA）认为主机系统发生故障， 立即令主机停止工作， 并将系统资源转移到备用系统上，备用系统将替代主机发挥作用，以保证网络服务运行不间断。

 双机备份方案中，根据两台服务器的工作方式可以有三种不同的工作模式，即双机热备模式、双机互备模式和双机双工模式。下面分别予以简单介绍：

双机热备模式 即目前通常所说的 active/standby 方式，active 服务器处于工作状态；而 standby 服务器处于监控准备状态。当 active 服务器出现故障的时候， 通过软件诊测或手工方式将 standby 机器激活， 保证应用在短时间内完全恢复正常使用。这是目前理想的一种模式。双机互备模式 ，是两个相对独立的应用在两台机器同时运行， 但彼此均设为备机， 当某一台服务器出现故障时， 另一台服务器可以在短时间内将故障服务器的应用接管过来， 从而保证了应用的持续性， 但对服务器的性能要求比较高。服务器配置相对要好。

双机双工模式 : 是目前 Cluster （集群）的一种形式，两台服务器均为活动状态，同时运行相同的应用，保证整体的性能，也实现了负载均衡和互为备份。 WEB服务器或 FTP服务器等用此种方式比较多。
 

 
双机热备有两种实现模式， 一种是基于共享的存储设备的方式， 另一种是没有共享的存储设备的方式，一般称为纯软件方式，低成本模式。

 基于存储共享的双机热备是双机热备的标准方案。 这种方式采用两台服务器，使用共享的存储设备（磁盘阵列柜或存储区域网 SAN）。两台服务器可以采用热备（主从）、互备、双工（并行）等不同的方式。在工作过程中，两台服务器将以一个虚拟的 IP 地址对外提供服务，依工作方式的不同，将服务请求发送给其中一台服务器承担。同时， 服务器通过心跳线 （目前往往采用建立私有网络的方式） 侦测另一台服务器的工作状况。 当一台服务器出现故障时， 另一台服务器根据心跳侦测的情况做出判断，并进行切换，接管服务。对于用户而言，这一过程是全自动的，在很短时间内完成， 从而对业务不会造成影响。 由于使用共享的存储设备， 因此两台服务器使用的实际上是一样的数据， 由双机或集群软件对其进行管理。

四、双机热备方案设计特点

高性能： 由于服务器作为核心设备， 要对系统内的所有用户服务， 所以在选型时先需要考虑的是服务器性能是否能够满足用户的应用。可用性： 在双机方案中服务器涉及关键数据资料， 因此必须要考虑到服务器的可用性。 一般来讲， 单台服务器的可用性通常需要考虑到关键部件的冗余。 还有双机方案是否合理，服务响应是否及时。可管理性： 可管理性直接影响到企业用户使用工业标准服务器的方便程度。 良好的可管理性主要包括人性化的管理界面；硬盘、内存、电源、处理器等主要部件便于拆装、维护和升级； 具有方便的远程管理和监控功能； 具有较强的安全保护措施等。 在正常的情况下， 系统必须支持这几类部件有可能出现故障时的隐患提示信号，如硬盘故障隐患提示、电源故障隐患提示等。可扩展性： 应考虑系统的可扩展能力， 即系统应该留有足够的扩展空间， 以便于随业务应用增加对系统进行扩充和升级。 可扩展性主要包括处理器和内存的扩展能力、存储设备的扩展能力以及外部设备的可扩展能力和应用软件的升级能力，等等。
 

 
五、双机热备方案的实施

 
5.1 双机的构成

双机高可用系统的组成部件有：两台服务器 ( 但必须两台服务器型号配置一样为宜 ) ，和一个双机软件 (RoseMirrorHA) 。具体可以参考下面方案

5.2 解决方案： RoseMirrorHA 双机容错系统
 

随着服务器硬件及软件的发展， 服务器的性能、 内部存储容量以及网络传输能力等都有了大幅度地提升。 RoseMirrorHA 充分利用了服务器的内部存储和网络传输能力， 实现了基于网络的实时数据镜像， 提供了不需要共享存储的纯软高可用性解决方案。 在传统高可用性系统中需要通过共享存储来实现数据的共享并提升性能，但这也增加了可用性系统的成本。 RoseMirrorHA 通过现有的以太网络基础环境，通过 TCP/IP 协议，在两台主机之间实现了数据的实时镜像，不需要额外的硬件投资。在充分利用已有资源的基础上，通过先进的软件技术， 实现纯软的高可用性系统。

 RoseMirrorHA 软件安装在两台主机上 , 一台是主服务器（ Active ），另外一台为备份服务器（ Standby）。客户端正常情况下访问 Active 服务器上的应用，同时其应用数据通过 TCP/IP 网络实时镜像到 standby 上的磁盘阵列上进行冗余备份。高可用软件不断的监控 Active 上的应用服务， 一旦检测到 Active 上的服务出现故障，高可用会立即停止 Active 上的业务，而后启动 Standby 上的服务进行替代，从而保证企业业务的不间断。