高性能计算集群系统上机申请表

1、用户必须严格遵守国家、学校、信息中心颁布的有关管理规章制度。

2、用户应承担计算项目涉及的信息安全、保密职责。

3、申请帐号仅供申请者本人及其研究团队提交计算任务使用，请妥善保管帐号和密码。

4、用户不得上传与并行计算无关的文件。

5、管理员有权关闭违规用户帐号，并保留追究责任的权利。

6、帐号初始密码为111111。帐号开通将通过电子邮件通知。

7、管理节点只做提交任务用，尽量不得直接用于计算任务，以免管理节点崩溃。

8、使用学校高性能计算系统发表的成果，在发表时注明“**大学高性能计算中心支持。”。

用户签字：日期：

分布式MySQL数据库集群在线监测系统设计与实现

` 硕士学位论文（工程硕士）分布式MySQL数据库集群在线监测系统设计与实现 DESIGN AND IMPLEMENTATION OF DISTRIBUTED MySQL DATABASE CLUSTER ONLINE MONITORING SYSTEM 黄旭哈尔滨工业大学 2012年6月

国内图书分类号：TP311 学校代码：10213 国际图书分类号：621.3 密级：公开工程硕士学位论文分布式MySQL数据库集群在线监测系统设计与实现硕士研究生：黄旭导师：范国祥高级讲师副导师：赵威高级工程师申请学位：工程硕士学科：软件工程所在单位：软件学院答辩日期：2012年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学

Classified Index: TP311 U.D.C.:621.3 Dissertation for the Master‘s Degree in Engineering DESIGN AND IMPLEMENTATION OF DISTRIBUTED MySQL DATABASE CLUSTER ONLINE MONITORING SYSTEM Candidate: Supervisor: Associate Supervisor: Academic Degree Applied for: Speciality: Affiliation： Date of Defence: Degree-Conferring-Institution: Huang Xu Senior Lecturer Fan GuoXiang Senior Engineer Zhao Wei Master of Engineering Software Engineering School of Software June, 2012 Harbin Institute of Technology

高性能计算集群(HPC CLUSTER)

高性能计算集群(HPC CLUSTER) 1.1什么是高性能计算集群? 简单的说，高性能计算(High-Performance Computing)是计算机科学的一个分支，它致力于开发超级计算机，研究并行算法和开发相关软件。高性能集群主要用于处理复杂的计算问题，应用在需要大规模科学计算的环境中，如天气预报、石油勘探与油藏模拟、分子模拟、基因测序等。高性能集群上运行的应用程序一般使用并行算法，把一个大的普通问题根据一定的规则分为许多小的子问题，在集群内的不同节点上进行计算，而这些小问题的处理结果，经过处理可合并为原问题的最终结果。由于这些小问题的计算一般是可以并行完成的，从而可以缩短问题的处理时间。高性能集群在计算过程中，各节点是协同工作的，它们分别处理大问题的一部分，并在处理中根据需要进行数据交换，各节点的处理结果都是最终结果的一部分。高性能集群的处理能力与集群的规模成正比，是集群内各节点处理能力之和，但这种集群一般没有高可用性。 1.2 高性能计算分类高性能计算的分类方法很多。这里从并行任务间的关系角度来对高性能计算分类。 1.2.1 高吞吐计算(High-throughput Computing) 有一类高性能计算，可以把它分成若干可以并行的子任务，而且各个子任务彼此间没有什么关联。因为这种类型应用的一个共同特征是在海量数据上搜索某些特定模式，所以把这类计算称为高吞吐计算。所谓的Internet计算都属于这一类。按照Flynn的分类，高吞吐计算属于SIMD（Single Instruction/Multiple Data,单指令流-多数据流）的范畴。 1.2.2 分布计算(Distributed Computing) 另一类计算刚好和高吞吐计算相反，它们虽然可以给分成若干并行的子任务，但是子任务间联系很紧密，需要大量的数据交换。按照Flynn的分类，分布式的高性能计算属于MIMD （Multiple Instruction/Multiple Data，多指令流-多数据流）的范畴。 1.3高性能计算集群系统的特点可以采用现成的通用硬件设备或特殊应用的硬件设备，研制周期短；可实现单一系统映像，即操作控制、IP登录点、文件结构、存储空间、I/O空间、作业管理系统等等的单一化；高性能（因为CPU处理能力与磁盘均衡分布，用高速网络连接后具有并行吞吐能力）；高可用性，本身互为冗余节点，能够为用户提供不间断的服务，由于系统中包括了多个结点，当一个结点出现故障的时候，整个系统仍然能够继续为用户提供服务；高可扩展性，在集群系统中可以动态地加入新的服务器和删除需要淘汰的服务器，从而能够最大限度地扩展系统以满足不断增长的应用的需要；安全性，天然的防火墙；资源可充分利用，集群系统的每个结点都是相对独立的机器，当这些机器不提供服务或者不需要使用的时候，仍然能够被充分利用。而大型主机上更新下来的配件就难以被重新利用了。具有极高的性能价格比，和传统的大型主机相比，具有很大的价格优势； 1.4 Linux高性能集群系统当论及Linux高性能集群时，许多人的第一反映就是Beowulf。起初，Beowulf只是一个著名的科学计算集群系统。以后的很多集群都采用Beowulf类似的架构，所以，实际上，现在Beowulf已经成为一类广为接受的高性能集群的类型。尽管名称各异，很多集群系统都是Beowulf集群的衍生物。当然也存在有别于Beowulf的集群系统，COW和Mosix就是另两类著名的集群系统。 1.4.1 Beowulf集群简单的说，Beowulf是一种能够将多台计算机用于并行计算的体系结构。通常Beowulf系统由通过以太网或其他网络连接的多个计算节点和管理节点构成。管理节点控制整个集群系统，同时为计算节点提供文件服务和对外的网络连接。它使用的是常见的硬件设备，象普通PC、以太网卡和集线器。它很少使用特别定制的硬件和特殊的设备。Beowulf集群的软件也是随处可见的，象Linux、PVM和MPI。 1.4.2 COW集群象Beowulf一样，COW（Cluster Of Workstation）也是由最常见的硬件设备和软件系统搭建而成。通常也是由一个控制节点和多个计算节点构成。

高可用性集群系统的实现

高可用性集群系统的实现《Linux企业应用案例精解》第8章主要介绍一下虚拟化技术应用。本节为大家介绍高可用性集群系统的实现。 8.3.5 高可用性集群系统的实现（1） VMware Infrastructure 的体系结构和典型配置资源动态分配和高可用性的实现为构建高可用性集群系统提供了有力的保障，采用VMwae构建铁路企业高可用性集群，不需要为系统中的每台服务器分别添置备用服务器，就可以有效地降低系统成本，在基于VMware的我企业高可用性集群中，备用服务器安装了VMware ESX Server，与数据库服务器、Web服务器、OA服务器和文件服务器等构成高可用性集群，同时采用数据库备份服务器实现差额计划备份。使用VMware提供的虚拟基础架构解决方案，服务器不再需要随着业务增加而添加，整个IT基础架构能得到有效控制并可充分发挥效能。只有当整体资源出现不足的时候，才需要增加服务器。而且对系统资源的

添加也非常简单，不再需要做繁琐的硬件维护以及业务迁移，只需要简单地将新服务器安装VMWARE? INFRASTRUCTURE 3软件，并添加到已有的VMWARE? INFRASTRUCTURE 3架构中即可，新增资源将自动分配到各个最需要的业务环境中。在HA和DRS功能的共同支撑下，虚拟机的稳定、不间断运行得到了保证，而且，在没有搭建Cluster环境的情况下，迁移、升级依旧能不中断服务。哪怕是硬件升级、添加，正常停机维护等情况，也能够保证所有的业务正常运行，客户端访问服务器不产生业务中断现象。新的服务器虚拟化架构中另一个重点是VMware HA 的部署，它是整个服务器系统安全、可靠运行的一道防线。传统的热备机方式最大的问题就是容易造成资源的大量闲置；在正常运行状态下，所有备机服务器都处于闲置状态，不仅造成计算资源的空耗，而且还浪费大量的电力和散热资源，投资回报率非常低。如何应对Linux系统软件包的依赖性问题不管是初步跨入Linux殿堂的新手还是，具有多年经验的专家，在安装或编译软件包的过程中或多或少的都会遇到包的依赖问题从而导致安装过程无法继续，比如管理员在安装php软件包需要libgd.so文件，而这个文件属于gb软件包。但是在安装gb软件包时，可能这个软件包跟其他软件包又具有依赖关系，又需要安装其他软件包才行。这时有的管理员便失去耐心。在遇到这种Linux软件包依赖关系问题，该如何解决呢?在谈这个具体的措施之前，先跟大家聊聊Linux系统里的软件爱你依赖性问题。我们把处理rpm依赖性故障的策略可以分成两类解决依赖性故障的自动方法和手工方法。但当安装不属于发行一部分的软件包时自动方法是不可用的。在描述如何手工解决依赖性故障后，将简要描述如何使用自动方法之一（YUM），但首先需要了解它们是什么及rpm如何强制实施它们。一、什么是依赖性程序依赖于程序代码的共享库，以便它们可以发出系统调用将输出发送到设备或打开文件等（共享库存在于许多方面，而不只局限于系统调用）。没有共享库，每次程序员开发一个新的程序，每个程序员都需要从头开始重写这些基本的系统操作。当编译程序时，程序员将他的代码链接到这些库。如果链接是静态的，编译后的共享库对象代码就添加到程序执行文件中；如果是动态的，编译后的共享库对象代码只在运行时需要它时由程序员加载。动态可执行文件依赖于正确的共享库或共享对象来进行操作。RPM依赖性尝试在安装时强制实施动态可执行文件的共享对象需求，以便在以后--当程序运行时--不会有与动态链接过程有关的任何问题。

高性能计算集群项目采购需求

高性能计算集群项目采购需求以下所有指标均为本项目所需设备的最小要求指标，供应商提供的产品应至少大于或等于所提出的指标。系统整体为“交钥匙”工程，厂商需确保应标方案的完备性。投标商在投标方案中须明确项目总价和设备分项报价。数量大于“1”的同类设备，如刀片计算节点，须明确每节点单价。硬件集成度本项目是我校校级高算平台的组成部分，供应商提供的硬件及配件要求必须与现有相关硬件设备配套。相关系统集成工作由供应商负责完成。刀片机箱供应商根据系统结构和刀片节点数量配置，要求电源模块满配，并提供足够的冗余。配置管理模块，支持基于网络的远程管理。配置交换模块，对外提供4个千兆以太网接口，2个外部万兆上行端口，配置相应数量的56Gb InfiniBand接口刀片计算节点双路通用刀片计算节点60个，单节点配置2个CPU，Intel Xeon E5-2690v4（2.6GHz/14c）；不少于8个内存插槽，内存64GB，主频≥2400；硬盘裸容量不小于200GB，提供企业级SAS或SSD 硬盘；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb InfiniBand 接口；满配冗余电源及风扇。刀片计算节点（大内存）双路通用刀片计算节点5个，单节点配置2个CPU，Intel Xeon E5-2690v4；不少于8个内存插槽，内存128GB，主频≥2400；硬盘裸容量不小于200GB，提供企业级SAS或SSD硬盘；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb InfiniBand接口；满配冗余电源及风扇。 GPU节点2个双路机架GPU节点；每个节点2个Intel Xeon E5-2667 v4每节点2块NVIDIA Tesla K80GPU加速卡；采用DDR4 2400MHz ECC内存，每节点内存16GB*8=128GB；每节点SSD 或SAS硬盘≥300GB；每节点配置≥2个千兆以太网接口，1个56Gb/s InfiniBand接口；满配冗余电源及风扇。数据存储节点机架式服务器2台，单台配置2颗Intel Xeon E5-2600v4系列CPU；配置32GB内存，最大支持192GB；配置300GB 2.5" 10Krpm

双机热备、集群及高可用性入门

什么是双机热备？双机热备这一概念包括了广义与狭义两种意义。从广义上讲，就是对于重要的服务，使用两台服务器，互相备份，共同执行同一服务。当一台服务器出现故障时，可以由另一台服务器承担服务任务，从而在不需要人工干预的情况下，自动保证系统能持续提供服务。(相关文章：为什么需要双机热备？) 双机热备由备用的服务器解决了在主服务器故障时服务不中断的问题。但在实际应用中，可能会出现多台服务器的情况，即服务器集群。(相关文章：双机软件与集群软件的异同) 双机热备一般情况下需要有共享的存储设备。但某些情况下也可以使用两台独立的服务器。(相关文章：双机热备的实现模式) 实现双机热备，需要通过专业的集群软件或双机软件。(相关文章：双机与集群软件的选择) 从狭义上讲，双机热备特指基于active/standby方式的服务器热备。服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写，或者使用一个共享的存储设备。在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会通过软件诊测（一般是通过心跳诊断）将standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。(相关文章：双机热备、双机互备与双机双工的区别) 为什么要做双机热备？双机热备针对的是服务器的故障。服务器的故障可能由各种原因引起，如设备故障、操作系统故障、软件系统故障等等。一般地讲，在技术人员在现场的情况下，恢复服务器正常可能需要１０分钟、几小时甚至几天。从实际经验上看，除非是简单地重启服务器（可能隐患仍然存在），否则往往需要几个小时以上。而如果技术人员不在现场，则恢复服务的时间就更长了。而对于一些重要系统而言，用户是很难忍受这样长时间的服务中断的。因此，就需要通过双机热备，来避免长时间的服务中断，保证系统长期、可靠的服务。决定是否使用双机热备，正确的方法是要分析一下系统的重要性以及对服务中断的容忍程度，以此决定是否使用双机热备。即，你的用户能容忍多长时间恢复服务，如果服务不能恢复会造成多大的影响。在考虑双机热备时，需要注意，一般意义上的双机热备都会有一个切换过程，这个切换过程可能是一分钟左右。在切换过程中，服务是有可能短时间中断的。

高可用性集群解决方案设计HA

1.业务连续 1.1.共享存储集群业务系统运营时，服务器、网络、应用等故障将导致业务系统无常对外提供业务，造成业务中断，将会给企业带来无法估量的损失。针对业务系统面临的运营风险，Rose提供了基于共享存储的高可用解决方案，当服务器、网络、应用发生故障时，Rose可以自动快速将业务系统切换到集群备机运行，保证整个业务系统的对外正常服务，为业务系统提供7x24连续运营的强大保障。 1.1.1.适用场景基于共享磁盘阵列的高可用集群，以保障业务系统连续运营硬件结构：2台主机、1台磁盘阵列

主机备机心跳磁盘阵列局域网 1.1. 2.案例分析某证券公司案例客户需求分析某证券公司在全国100多个城市和地区共设有40多个分公司、100多个营业部。经营围涵盖：证券经纪，证券投资咨询，与证券交易、证券投资活动有关的财务顾问，证券承销与保荐，证券自营，证券资产管理，融资融券，证券投资基金代销，金融产品代销，为期货公司提供中间介绍业务，证券投资基金托管，股票期权做市。该证券公司的系统承担着企业的部沟通、关键信息的传达等重要角色，随着企业的业务发展，系统的压力越来越重。由于服务器为单机运行，如果发生意外宕机，将会给企业的日常工作带来不便，甚至

给企业带来重大损失。因此，急需对服务器实现高可用保护，保障服务器的7×24小时连续运营。解决方案经过实际的需求调研，结合客户实际应用环境，推荐采用共享存储的热备集群方案。部署热备集群前的单机环境：业务系统，后台数据库为MySQL，操作系统为RedHat6，数据存储于磁盘阵列。在单机单柜的基础上，增加1台备用主机，即可构建基于共享存储的热备集群。增加1台物理服务器作为服务器的备机，并在备机部署系统，通过Rose共享存储热备集群产品，实现对应用的高可用保护。如主机上运行的系统出现异常故障导致宕机，比如应用服务异常、硬件设备故障，Rose将实时监测该故障，并自动将系统切换至备用主机，以保障系统的连续运营。

数据库负载均衡解决方案

双节点数据库负载均衡解决方案问题的提出？在SQL Server数据库平台上，企业的数据库系统存在的形式主要有单机模式和集群模式（为了保证数据库的可用性或实现备份）如：失败转移集群（MSCS）、镜像（Mirror）、第三方的高可用（HA）集群或备份软件等。伴随着企业的发展，企业的数据量和访问量也会迅猛增加，此时数据库就会面临很大的负载和压力，意味着数据库会成为整个信息系统的瓶颈。这些“集群”技术能解决这类问题吗？SQL Server数据库上传统的集群技术 Microsoft Cluster Server(MSCS) 相对于单点来说Microsoft Cluster Server(MSCS)是一个可以提升可用性的技术，属于高可用集群，Microsoft称之为失败转移集群。 MSCS 从硬件连接上看，很像Oracle的RAC，两个节点，通过网络连接，共享磁盘；事实上SQL Server 数据库只运行在一个节点上，当出现故障时，另一个节点只是作为这个节点的备份；因为始终只有一个节点在运行，在性能上也得不到提升,系统也就不具备扩展的能力。当现有的服务器不能满足应用的负载时只能更换更高配置的服务器。 Mirror 镜像是SQL Server 2005中的一个主要特点，目的是为了提高可用性，和MSCS相比，用户实现数据库的高可用更容易了，不需要共享磁盘柜，也不受地域的限制。共设了三个服务器，第一是工作数据库（Principal Datebase），第二个是镜像数据库（Mirror），第三个是监视服务器（Witness Server，在可用性方面有了一些保证，但仍然是单服务器工作；在扩展和性能的提升上依旧没有什么帮助。

计算机集群技术的解释

【赛迪网独家特稿】集群技术是使用特定的连接方式，将相对于超级计算机便宜许多的计算机设备结合起来，提供与超级计算机性能相当的并行处理技术。早在七十年代就有人提出可以使用这种集群技术完成并行处理，但是由于受到当时网络交换技术的限制，集群系统在性能上与其他并行处理系统相距甚远，直到网络技术逐渐成熟的今天，它才具备了与超级计算机相匹敌的能力。什么是集群集群（Cluster）技术是指一组相互独立的计算机，利用高速通信网络组成一个计算机系统，每个群集节点（即集群中的每台计算机）都是运行其自己进程的一个独立服务器。这些进程可以彼此通信，对网络客户机来说就像是形成了一个单一系统，协同起来向用户提供应用程序、系统资源和数据，并以单一系统的模式加以管理。一个客户端（Client）与集群相互作用时，集群像是一个独立的服务器。计算机集群技术的出发点是为了提供更高的可用性、可管理性、可伸缩性的计算机系统。一个集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器，各服务器通过内部局域网相互通信。当一个节点发生故障时，它所运行的应用程序将由其他节点自动接管。在大多数模式下，集群中所有的节点拥有一个共同的名称，集群内的任一节点上运行的服务都可被所有的网络客户所使用。集群的特点 1．提供强大处理能力的高性能计算机系统：计算机集群可以通过负载均衡、并行处理、时间片处理等多种形式，将多台计算机形成高性能计算机集群。对用户端（Client）而言，计算机集群则是一个单一的系统，可以为用户提供高性能的计算机系统，而用户不用关心有多少计算机承担了系统实现的任务，而只需要关注系统的整体处理能力。因此，计算机集群可以用多台普通性能的计算机组成具有高性能的计算机系统，承担只有超级计算机才能胜任的工作。 2．提供高可用性的计算机系统：通过计算机集群技术组成的系统，可以确保数据和应用程序对最终用户的高可用性，而不管故障属于什么类型。即当计算机集群中的节点计算机出现软硬件故障的时候，高可用性集群提供了对软件和硬件失败后的接替。它将服务器镜像到备用系统或节点中，当主节点上的系统崩溃时，冗余节点就从替补角色转换到正式角色，并自动投入应用，从而保证了系统运行的不间断。

DBTwin数据库集群技术白皮书

DBTwin数据库集群系统技术白皮书无锡浙潮科技有限公司 2010年1月

目录 1.当前数据库用户面临的问题 (3) 2.当前市场上存在的针对数据库的解决方案 (4) 3.DBTWIN数据库集群 (8) 4.DBTWIN的实现原理 (9) 5.DBTWIN的特性 (10) 6.DBTWIN技术指标 (11) 7.DBTWIN与备份/复制软件，及数据库镜像的功能、特点比较 (12) 8.DBTWIN支持的系统环境 (12)

1.当前数据库用户面临的问题随着信息时代的发展，公司和企业的运作越来越依赖于计算机系统。大量有关企业生产、销售的数据维系着企业的生存，是企业珍贵的无形资产。这些数据一旦因为存储系统遭受到失窃、断电或不可避免的自然灾害，造成大量丢失，将会给企业带来重大的经济损失。根据Gartner的调查数据，在经历大型灾难事件而导致系统停运的公司中，有五分之二左右的公司再也没有恢复运营，剩下的公司中也有接近三分之一在两年内破产了。而由于数据库的故障导致的重大事故确是时有发生的，让我们来看几个实例：实例1：2005年12月5日，国内某著名网络游戏公司的数据库服务器出现严重宕机事故，造成众多玩家数据丢失并蒙受经济损失实例2：2005年6月9日某证券公司股票交易系统的数据库出现故障，股票无法正常买卖，迫使股民望“红”兴叹。实例3：2002年7月23日国内某机场数据库系统宕机，导致6000名旅客长时间滞留机场。实例4：2000年国内某银行的支付系统突然死机，给广大用户造成极大的损失和不便。以上发生的这些事件都是与企业数据库系统相关的故障。另外，几乎每个数据库客户都或多或少地存在数据库性能问题，当然数据库性能问题涉及很多方面，其中，能否采用“集群”的方法来提高性能，我们公司研究的重点。概括来讲，当前数据库系统已经成为了企业信息系统的瓶颈，究其原因，各厂家的解决方案无外乎在下列三大方面无法取得同步的进展： 1）数据库数据可靠性 2）数据库系统性能 3）系统服务的可用性当前几乎所有的数据库系统解决方案，都无法的象真正的集群系统那样，在上述三方面同时具有良好的可伸缩性，具体来讲，当前数据库系统存在下列各种各样的问题：

华师大高性能计算集群作业调度系统简明手册

华师大高性能计算集群作业调度系统简明手册华师大高性能计算集群采用曙光的Gridview作业管理系统，其中集成了torque+Maui，是十分强大的作业调度器。下面将依次介绍华师大的的作业调度系统的设定，使用，以及相关作业调度命令一：华师大作业调度系统队列策略设定由于华师大的超级计算中心共分三期建设，其作业调度设定较为复杂： CPU 节点名 (pestat 可查看) 节点Core 个数队列备注第一期E5450 b110-b149 b210-b229 8(2*4) mid1,huge 第二期E5640 b310-b339 b410-b439 8(2*4) mid2, hugeA(需申请) 其中hugeA队列提交后需经批准第三期X5675 ,GPU(c2050 ) a110-a149 a210-a249 a310-a339 a410-a447 12(2*6) mid3,small,ser ial,gpu hugeB(需申请), shu(私有队列) itcs(私有队列) 其中hugeB队列提交后需经批准 shu和itcs为私有队列，不向公共用户开放在命令行输入cchelp 可以查看详细的华师大的作业调度系统策略，如下二：作业调度系统的使用

华师大计算中心共有两个登陆节点login(59.78.189.188)和login1(59.78.189.187)，供用户登陆提交相关作业。一般来说，可直接使用命令行提交作业。不过为了规范和易于管理，建议使用PBS脚本进行作业提交，提交命令为qsub **.pbs(pbs脚本文件)。下面将简要的分别给出串行作业和并行作业的PBS样本(已放至/home/目录下)，仅供参考，更多高级功能，请自行查阅相应手册。 1.串行作业pbs脚本样本 #PBS -N test \\表示该作业名称为test。 #PBS -l nodes=1:ppn=1 \\表示申请1 个节点上的1 颗CPU。 #PBS -j oe \\表示系统输出，如果是oe，则标准错误输出(stderr)和标准输出(stdout)合并为stdout #PBS –q serial \\表示提交到集群上的serial 队列。 . /job>job.log 为提交的作业。 2.并行作业PBS脚本样本

Linux高可用集群系统的结构和原理分析

收稿日期:2007-09-15 第一作者简介:左婷(1979-),女,吉林省四平市人,现为吉林师范大学信息网络中心研究实习员. 2007年11月吉林师范大学学报(自然科学版) .4第4期Journal of Jilin Normal University(Natural Science Edition)Nov.2007 Linux 高可用集群系统的结构和原理分析左婷1,吴会军2 (1.吉林师范大学信息网络中心,吉林四平136000;2.吉林省水文水资源局,吉林长春130000) 摘要:通过对目前常用Linux 平台上高可用集群系统的软、硬件基本结构和工作原理的分析与研究,构建容易扩展、高可用、易维护和管理、高性价比的计算机系统. 关键词:L inux;高可用集群系统;结构;原理中图分类号:T P393 文献标识码:A 文章编号:1000-1840-(2007)04-0115-02 目前,很多国际知名软件公司和计算机厂商都推出了自己的集群产品,其中值得一提的是T he H igh A vailability L inux Project 的开放源代码Heartbeat,已经同商业集群软件一样成熟,而且较后者应用更为灵活.本文将着重介绍SuSE L inux Enterpr i se Server 10平台上Heartbeat2.0.8组成结构和工作原理.1 Linux 高可用集群系统的基本概念伴随着集群技术的发展,出现了一些关于集群系统的概念和术语.(1)集群资源和集群资源代理.在集群系统中,所有由集群控制和管理,并将其以单一和统一的形式提供给客户端用户使用的计算机资源称为集群资源,例如:一种服务、一个 IP 地址、一个磁盘驱动,甚至可以说:除了节点,其它任何软硬件资源都可以成为集群资源.而集群资源代理是为了控制和管理某一集群资源而编写的代理程序脚本,集群软件通过特定集群资源代理来操控某一集群资源,Heartbeat 套件本身已经包含了一些常用资源代理,开发人员也可以自己按照一定的规范编写;(2)指定协调者(也称主节点).主节点除了具有其它一般节点具有的集群节点基本功能外,还负责对整个集群系统的状态进行监控、分析和转换,对集群系统下达集群指令,协调各节点的操作等,实际上是整个集群系统的大脑!,显然一般情况下,整个集群系统只有一个主节点,但当某些特殊情况发生时,例如主节点不再是集群中的节点, 主节点将发生迁移,即位置发生了变化,另一个节点将代替它成为主节点;(3)ST ON IT H.英文 Shoot T he Other Node In T he Head !的缩写,代表一种将错误操作的节点进行隔离的技术,为了防止错误操作的节点对集群资源进行破坏性控制和操作,使其不断重新启动或关机,从而使其无法取得对集群资源的控制权;(4)裂脑和仲裁.在某种情况下,由于软硬件失败导致各节点无法相互确定彼此的状态时,整个集群将被分裂为几个部分,每个部分都想取得对集群资源的控制权,以保证集群的高可用,这种对集群资源的竞争将严重破坏集群资源的完整性和一致性,甚至导致整个集群瘫痪、硬件被损坏的严重后果,这种情况称为裂脑.为了防止裂脑的发生,由仲裁协议决定哪个部分来取得对集群资源的控制权,为了继续保证系统的高可用,一般将控制权交给节点数超过原集群节点数一半的部分,同时将其它节点进行隔离; (5)单点故障(失败).单点故障是指由于系统中某一组件的故障或运行失败从而导致整个集群系统瘫痪和应用服务完全停止,因此,在高可用集群的构建中应尽量避免单点故障.2 Heartbeat 的主要进程Heartbeat 的所有集群功能都是由它的进程和它们之间相互通信来具体实现的.(1)集群资源管理器(CRM ,Cluster Resource M anager).CRM 是集群系统中最主要的管理进程,它负责对整个集群资源的管理和约束,包括资源的配置及相互间依赖关系,并决定资源运行的状态、位置和时间等.另外它还负责监控本地资源管理器完成这些工作,CRM 通过与系统的每一个组件通信来相互作用和协调操作,CRM 通过heartbeat 通讯模块进行节点间通讯,从CCM 接受当前集群的成员信息,指令ST O NI TH Daremon 如何工作,负责记录系统日志等;(2)策略引擎(PE,CR M Policy Eng ine).PE 是CRM 的一个组件,只能在主节点上运行.PE 的功能是根据当前集群的状态及集群资源的约束配置计算出集群的下一个状态,即为T E 生成将要执行的计划和策略;(3)执行引擎(T E,CRM T ransi tion Engine).T E 也是CRM 的一个组件,只能在主节点上运行.T E 的功能是按照P E 生成的集群状态变化计划和策略,指令集群节点上的LRM 对具体的集群资源进行操作;(4)?115?

数据库集群实施方案

数据库集群实施方案数据库安全的核心和关键是其数据安全。数据安全是指以保护措施确保数据的完整性、保密性、可用性、可控性和可审查性。由于数据库存储着大量的重要信息和机密数据，而且在数据库系统中大量数据集中存放，供多用户共享，因此，必须加强对数据库访问的控制和数据安全防护。数据库系统安全的层次与结构一般数据库系统安全涉及5个层次：（1）用户层：侧重用户权限管理及身份认证等，防范非授权用户以各种方式对数据库及数据的非法访问；（2）物理层：系统最外层最容易受到攻击和破坏，主要侧重保护计算机*络系统、*络链路及其*络节点的实体安全；（3）*络层：所有*络数据库系统都允许通过*络进行远程访问，*络层安全性和物理层安全性一样极为重要；（4）操作系统层：操作系统在数据库系统中，与DBMS交互并协助控制管理数据库。操作系统安全漏洞和隐患将成为对数据库进行非授权访问的手段；（5）数据库系统层：数据库存储着重要程度和敏感程度不同的各种数据，并为拥有不同授权的用户所共享，数据库系统必须采取授权限制、访问控制、加密和审计等安全措施。为了确保数据库安全，必须在所有层次上进行安全性保护措施。若较低层次上安全性存在缺陷，则严格的高层安全性措施也可能被绕过而出现安全问题。数据库系统安全解决方案概述环境安全环境安全是指数据库所运行的软硬件环境的安全控制。正确的架构设计是数据库及其他应用稳定、安全的运行最有力保障，一个正确的架构设计可以较好的体现在物理环境中，通过比较简单的对物理环境的设定，就可以屏蔽大量的安全隐患。错误的架构设计会导致物理结构散乱，无论从运维还是管理上来说，都有相当大的困难，较多的物理漏洞必须通过繁杂的软件安全控制来屏蔽风险，抛开安全本身无法较好保证而言，更换服务器时对软件的设置相当困难。软硬件架构按照较大的框架进行分割，我们可以知道任何安全的架构都是传统三层架构的扩展，根本还是在于表示层，业务逻辑层，数据访问层，对于数据库看来则是应用层，中间层，数据层。逻辑上实现三层架构比较容易，在软件中分离数据访问即可，但是往往我们

技术方案-应用高可用解决方案(两地三中心)

英方软件数据库系统高可用解决方案英方软件（上海）有限公司

目录 1. 概述 (1) 2. 需求分析 (2) 3.1主机配置 (3) 3.2方案拓扑图： (3) 3.3 I2高可用方案功能介绍 (4) 3.4管理控制台 (7) 5. I2的主要优势 (10) 6. 典型案例 (12) 7.公司简介 (13)

1. 概述现代大型企业大多拥有为数众多的服务器，提供Internet与Intranet使用者各种不同的服务。如数据库系统、影像系统、录音系统、Email系统等。保持业务的持续性是当今企业用户进行数据存储需要考虑的一个重要方面。系统故障的出现，可能导致生产停顿，客户满意度降低，甚至失去客户，企业的竞争力也大打折扣。因此，保持业务的持续性是用户在选择计算机系统的重要指标。究其根本，保护业务持续性的重要手段就是提高计算机系统的高可靠性同时将数据的损失降至最低限度。关键数据和数据库的备份操作已经成为日常运行处理的一个组成部分，以确保出现问题时及时恢复重要数据。传统的解决方案,类似于磁带机备份存在较大的缺点. 通常数据采用磁带离线备份，当数据量较大或突发灾难发生时，备份磁带无法真正及时快速恢复数据及业务。提供有效的数据保护和高可用性服务,又在合理预算范围之内,并且能够基于你现有环境当中,获得实时数据保护,并无距离限制,为确保你重要数据的保护----包含数据库和邮件系统。I2为您提供了完美的解决方案。 I2 采用先进的异步实时数据复制技术(Asychronous Real-Time Data Replication)，立即将所有服务器上对于磁盘系统的变更透过网络传输至备援服务器，而非整个档案或磁盘的镜设(Mirror)，因此对于服务器的效能与网络带宽的影响都能降至最低，并能将成本降至最低，做到真正的实时数据保护. 业务数据是用户最宝贵的资产之一，数据的损失就是企业资产利润的损失，所以保护业务数据是企业计算系统的主要功能之一。实施I2的备份方案可以将用户数据的损失降至最低甚至为零。

高可用多机集群数据备份双机热备方案

PLUSWELL多机集群、数据备份解决方案北京蓝科泰达科技有限公司 2008年7月

一：概述企业和事业单位的运转越来越依赖于计算机系统，如果一旦这个数据处理中心无法正常运转，就会造成业务停顿，导致不可挽回的损失。而现有的双机热备份设备存在价格高昂，成本较高的情况，往往使用户望而却步。而用户寻求底成本的纯软件方案又往往因产品不容易维护，纯软件双机方案不稳定等因素，往往给用户造成不必要的使用麻烦。有时因护理不当造成数据损坏，发生更大的事故。蓝科泰达凭借其丰富的研发经验，为您提供高可用性系列产品和优质的服务，推出了蓝科泰达双机容错打包解决方案，目的在于保证数据永不丢失和系统永不停顿，同时为用户节省大量的开支。蓝科泰达容错系统结合了蓝科泰达磁盘阵列产品的安全可靠性与双机容错技术高可用性的优点，相互配合二者的优势。蓝科泰达磁盘阵列针对双机容错技术做了许多优化和改进，满足了双机硬件的连接要求，根据应用环境的实际情况，适用于Windows2000平台以上，开放源代码Linux 平台，SCO UNIX平台上的多种双机热备软件。二、需求分析企业关键业务一旦中断，企业的日常运作将受到致命的影响，那么就要求我们的系统在最短的时间内将系统恢复到正常状态。所以我们要求双机软件能够实现以下几点： 1、异常终端检测 2、网络故障，系统故障，应用程序故障等全系统检测 3、当高可用系统中的某个节点故障，无须人工干预自动切换，保障系统运行 4、速度快（快速恢复）贵单位业务平台，是以Windwos 2003 Server系统平台为基础，以SQL Server核心的数据库应用系统，该系统对稳定性要求很高、系统实时性和可用性提出要有连续运行的能力，系统一旦出现故障，其损失是惨重的。因此，建议用户采用高可用技术，高可用系统在各个节点间保持的间歇的通讯，使系统中的独立节点组合成整体的一套系统，并使用PlusWell 软件可以保障该系统中的某一节点故障都可被PlusWell 软件所监控，如主服务器应用程序、网卡、操作系统，均纳入公共的安全体系，确保7*24的不停机。比较典型的危及系统安全应用和系统错误主要有：（1）进程错误，比如用户应用与文件数据库的连接异常中断或用户进程发生错误。（2）文件系统故障，由于异常操作或其它原因造成文件系统内部部分信息丢失或不一致。（3）操作系统故障，操作系统本身的系统调用问题及底层的应用驱动在安装或更新出现冲突；（4）网络线缆故障。（5）介质问题，网络连接或物理硬盘也可能会出现问题。方案拓扑：

数据库集群技术介绍

数据库集群技术介绍 1前言 1.1 简介用来保存计算最终结果的数据库是整个信息系统的重要组成部分，技术也相对成熟。然而，对于所有数据库而言，除了记录正确的处理结果之外，也面临着一些挑战：如何提高处理速度，数据可用性、数据安全性和数据集可扩性。将多个数据库联在一起组成数据库集群来达到上述目标应该说是一个很自然的想法。集群（Cluster）技术是使用特定的连接方式，将价格相对较低的硬件设备结合起来，同时也能提供高性能相当的任务处理能力。本文试图对当前主要的数据库集群用到的具体技术和市场上的主流产品进行分析并作点评，从而为读者提供一个数据库集群的评价参考。下面讨论的数据库集群技术分属两类体系：基于数据库引擎的集群技术和基于数据库网关（中间件）的集群技术。基于数据库引擎的集群技术（共享磁盘或非共享磁盘）

基于数据库网关（中间件）的集群技术（不共享磁盘） 1.2 理想的数据库集群应具备的特点提高速度：只通过简单地增加数据库服务器就能相对提高数据库处理速度。数据同步：在任何时刻需要有多个随时可用的实时同步数据服务。最好有多个异地的同步数据服务。安全保证：除了密码保护之外，我们最好能控制企业内部对数据库的非法访问。可扩展性：应保证我们能任意增大数据集而没有对可用性产生负面影响。 2名词解释 2.1 集群是一组通过协同工作方式运行同一套应用程序并针对客户端及应用程序提供单一系统映像的独立计算机。集群技术的目标在于通过多层网络结构进一步提高伸缩能力、可用性与可靠性。 2.2 可伸缩性是指一台计算机在维持可接受性能的前提下处理不断提高的工作负载的能力。 2.3 可用性是指存在质量、备用能力、获取简便性以及可访问能力。 2.4 可靠性是指系统牢固程度。

服务器集群技术方案

服务器集群技术方案集群(Cluster )技术是发展高性能计算机的一项技术。它是一组相互独立的计算机，利用高速通信网络组成一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗灾难性。一个集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器，各服务器通过内部局域网相互通信。当一台服务器发生故障时，它所运行的应用程序将由其它服务器自动接管。在大多数模式下，集群中所有的计算机拥有一个共同的名称，集群内的任一系统上运行的服务都可被所有的网络客户使用。采用集群系统通常是为了提高系统的稳定性和网络中心的数据处理能力及服务能力。当前主流的集群方式包括以下几种： 1. 服务器主备集群方式服务器主-备方式由一台服务器在正常运行状态提供对外服务，其它集群节点作为备份机，备份机在正常状态下不接受外部的应用请求，实时对生产机进行检测，当生产机停机时才会接管应用服务，因此设备利用率最高可达50%主备方式集群如下图所示，节点2为正常提供服务的服务器，运行多个应用 (pkgA,pkgB..),节点1平时只监控节点2的状态，不对外提供服务，当节点2 出现故障时，节点1将把两个应用接管过来，并对外提供服务。图表错误!文档中没有指定样式的文字。-1主备方式集群 2. 服务器互备份集群方式多台服务器组成集群，每台服务器运行独立的应用，同时作为其它服务器的备份机，当主应用中断，服务将被其它集群节点所接管，接管服务的节点将运行自身应用和

故障服务器的应用，这种方式各集群节点的硬件资源均可被应用于对外服务。互备方式集群如下图所示，节点1和节点2分别运行1个或多个不同的应用，但只对外提供本地的主应用，两个节点之间互相进行监控，集群中任何一个节点出现故障后，另一个节点把故障节点的主应用接管过来，所有应用服务由一台服务器完成。图表错误！文档中没有指定样式的文字。-2互备份方式集群这种方式的主要缺点在于：由于需要重新启动数据库核心进程，无法保证数据库系统连续不间断地运行在系统切换的过程中，客户端与服务器之间的数据库连接会中断，需要重新进行数据库的连接和登录工作由于数据库系统只能在一台服务器上运行，另一台服务器无法分担系统的负载，实际上造成了客户投资的浪费。在有些系统中，为了解决双机负载分担的问题，将应用系统人为分割为两个数据库系统，分别在两台服务器上运行。这种方式在一定程度上解决了负载分担的问题，但给系统管理、统计分析等业务处理带来了很多额外的复杂性 3. 服务器并行集群方式集群有多台服务器构成，同时提供相同的应用，可以实现多台服务器之间的负载均衡，提供大访问量的应用需求，如Web访问及数据库等应用，服务器并行集群方式一般由应用系统自身（如OracleRAC中间件负载均衡等）或外部专用服务器负载均衡设备实现。 jL# R?i uat Hiti.iEMXff DLM珀心XM4子耳 vVLH Ctid TW

高可用集群模块

目录第一节概述 (2) 第二节产品优势 (2) 2.1全新体系架构 (2) 2.2智慧系统健康与可用性评价体系 (2) 2.3深度应用侦测代理 (3) 2.4强大的故障分级处理 (4) 2.5增强的跨平台集群系统集中管理 (4) 2.6支持虚拟化环境 (5) 2.7集群按业务分组，单组集群支持多达64个节点及64个任务 (5) 2.8首创智能预警体系 (6) 2.9丰富的集群备援模式 (6) 2.10更高级别的监测准确度，更快速的切换速度 (6) 第三节产品关键功能 (6)

第一节概述全新的高可用集群模块是landerVault体系中负责保护关键业务应用免遭软、硬件故障影响的应用软件。应用创造性的“故障分级”概念，融入“智能感知”系统，彻底颠覆传统高可用集群系统简单的二元化故障判断方式，将传统高可用系统仅对“故障”所引起的结果（如宕机）做出反应提升为对“故障”的成因（系统健康指标）进行监控与分析，配合独特的“故障预警”机制，在核心系统即将发生严重影响业务持续运作情况前及时发出“预警”，并在必要的情况下自动执行精确而迅速的故障隔离及应用转移，将故障事后处理提升为故障事前预知，充分保障用户核心应用7×24小时持续可靠运作，可支持多达64个节点的应用，并为局域网（LAN）或广域网（WAN）上的客户机提供高可用性的服务。第二节产品优势 2.1全新体系架构创新的LanderCluster的体系结构，以面向“对象”为核心，对象包括：IPAddress，Alias，Volume，Process，Service，CPU，Memory，Network等，每个对象都有自己的属性、方法、事件。集群容器（Container）是一个大的接口池，集群负责管理这些对象的生命周期，为每一个对象提供接口服务。 2.2智慧系统健康与可用性评价体系高可用集群模块在业界首次提出了创造性的“系统健康评价体系”并加以应用，我们认为对系统的可用性判断必须是持续的，大量的情况证明系统从“可用”转向“不可用”并非是瞬