Windows Server2008故障转移群集攻略

Windows Server2008故障转移群集攻略

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1故障转移群集运作机制回顶部

Windows Server 2008 提供了两种群集技术：故障转移群集和网络负载平衡（NLB）。其中故障转移群集主要是用于搭建高可用性HA架构。尽管Windows Server 2003也有群集技术，但是Windows Server 2008对故障转移群集的更改，主要是为了简化群集设置和管理，使群集更加安全和稳定，改善群集中的网络连接以及故障转移群集与存储通信的方式。

故障转移群集是一组独立的计算机，这些计算机相互协作以提高服务和应用程序的可用性。多台群集服务器（称为节点）之间由物理电缆和软件连接，如果其中一个节点出现故障，另外一个节点就会通过称为故障转移的进程替代开始提供服务。这样就能够确保用户一直具有访问基于服务器重要资源的权限，从而具有高可用性。故障转移群集是针对具有长期运行的内存中状态或具有大型的、频繁更新的数据状态的应用程序而设计，其典型的应用范围包括文件服务器，打印服务器，数据库服务器和文件服务器。

一、故障转移群集工作机制

1、检测故障

每台处于工作状态的活动服务器都固定地跟一台备用服务器相连接。系统使用某个常规类型的心跳监视机制来实现两台服务器的通话，监控活动服务器的工作状态以及判断备用服务器是否启动。具体实现如下：

活动服务器会在固定的时间间隔内将指定的信号发送给对应的备用服务器，如果备用服务器在某个时间间隔内未收到信号，则就默认活动服务器出现了故障并取得活动角色；另一方面，备用服务器会向活动服务器发送请。如果没有收到来自活动服务器的响应，则备用服务器会在指定的次数内持续给活动服务器发送请求，超过指定的次数之后，备用服务器还没有收到活动服务器的响应，那么就默认活动服务器出现了故障，备用服务器取得活动角色。

由于整个检测过程要求活动服务器定时地发送和接收信号，所以必然会占用活动服务器的一部分内存和工作量。为了尽可能小地减少对活动服务器性能的影响，所以每次故障识别，信号的发送和接收都需要持续一段时间，而且备用服务器可能要在连续发送几次请求未得到响应的情况下，才会接管活动服务器。所以在故障发生时，可能需要一段较长的时间，备用设备才会启动故障转移程

序。这可能会给用户带来不小的影响。

2、同步状态

在备用服务器确认活动服务器出现了故障，就会启动故障转移程序，做好接管活动服务器工作的准备。备用服务器首先必须将自身的状态与发生故障的活动服务器的状态保持一致，然后才能开始处理事务。主要有事务日志，热备用和共享存储三种不同的同步方法。

事务日志方法主要是要求活动服务器将它本身状态的所有更新都记录在日志中，并启动一个同步工具定期处理这些日志，然后更新备用服务器的状态，实现两者状态的一致。在故障发生时，备用服务器只需要使用更新同步工具自上一次对日志的处理以来活动服务器新添加的内容即可。从而缩短了备用服务器激活成活动服务器的准备时间，令故障转移更加流畅。

热设备方法主要是对活动服务器进行实时监控。只要活动服务器状态上发生了任何更新，其更新的内容会立刻复制到备用服务器。这样一来，备用服务器就相当于活动服务器的克隆。在故障发生时，备用服务器可以跳过同步状态这一步，立刻成为活动服务器，节省了一大部分的准备时间。

使用共同存储方法，两台服务器可以在共享存储设备（如存储区域网络或双主机磁盘阵列）上记录其状态，即两台服务器的状态是共享的。因此，这个方法也可以不需要进行状态同步，故障转移可以立即发生。

3、确定活动服务器

对于指定的一组应用程序，只能存在一个活动的服务器。为了避免出现因多台服务器都处于活动状态而导致数据损坏或死锁的情况，系统使用“活动令牌概念”的某个变体。对应于一指定应用程序的多太服务器，只有一台服务器持有“活动令牌”，则该服务器就是活动服务器，其他的服务器均属于备用。所以当服务器由备用状态转化成活动状态时，故障转移程序就会将“活动令牌”转交给该备用服务器，从而激活它的活动状态。

以下两个图通过无故障转移与有故障转移的解决方案的对比，来突显故障转移群集可以实现高可用性。

图1 非故障转移解决方案

在图1中，数据层中只有一台为应用程序层提供服务的数据库服务器。那么如果该服务器发生了故障，应用程序服务器将无法访问用来为客户端提供服务的数据。最终将导致应用程序对客户端不可用。

图2 具有故障转移数据层的解决方案

在图2中，第一台服务器（Database01）是处理所有事务的活动服务器。只有当Database01发生故障时，处于备用状态的第二台服务器（Database02）才从备用状态转为活动状态，开始处理事务。群集将一个虚拟IP地址和主机名(Database10) 在客户端和应用程序所使用的网络上公开。

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二、Windows Server 2008 故障转移群集

群集技术一向以设置难，维护更难著称。然而Windows Server 2008的故障转移群集的一大特点就是简单。除了简单之外，它在很多地方相较于之前的版本来说，都有很大的改善，以及添加了一些新的性能，具有较高的稳定性，安全性和高可用性。

1、新的验证向导

在安装使用Windows Server 2008故障转移群集之前，必须对机子的硬件配置进行测试，检查硬件设施跟Windows Server 2008故障转移群集是否兼容。只有通过了Windows Server 2008的认证，硬件配置才会支持故障转移群集方案。在Windows Server 2008故障转移群集管理部件中，提供了新的验证向导。该向导用来测试系统，存储器和网络配置是否适合使用群集。这些测试是对群集运作的特定模拟，具体包括系统设置配置测试，网络测试和存储器测试。

系统配置测试分析所选择的服务器是否满足特定的要求，比如是否满足运行相同的系统版本和软件更新的要求。

网络测试分析计划运行群集的网络是否满足特定的要求，比如是否满足网络冗余的要求。

存储器测试分析存储器是否满足特定的要求，比如是否满足能准确地支持必要的SCSI要求，以及处理模拟群集运作相关事务。