容错服务器技术介绍
容错服务器的介绍
80 90 95 97 01 02
Intel / VOS
UNIX OS / FTX
基于Windows平台的分类 平台的分类 基于
Stratus NEC
Stratus三大优势 三大优势
说明：在技术方面，我们也能够实现 说明：在技术方面，我们也能够实现Raid0,1,5，只不过需要客 ， 户再单独购买一套Veritas软件，这个软件比较贵。我们现在捆绑的 软件， 户再单独购买一套 软件 这个软件比较贵。 这个RDR软件，只能够做 软件， 这个 软件 只能够做Raid1。 。
故障安全软件
NEC ESMPRO是一套系统管理软 是一套系统管理软 它可以从一台PC机管理多台 件，它可以从一台 机管理多台 服务器和台式机。同时， 服务器和台式机。同时，它还能集 中管理服务器的各种软硬件资源， 中管理服务器的各种软硬件资源， 通过图形界面实时监测服务器硬件 状态、软件设置。 状态、软件设置。
容错服务器的概念
高可用性HA（High Availability） （ 高可用性 ） 容错FT(Fault Tolerant性
高可用性HA（ 高可用性 （High Availability）指的是通 ） 过尽量缩短因日常维护操作（计划） 过尽量缩短因日常维护操作（计划）和突发的系 统崩溃（非计划）所导致的停机时间，以提高系 统崩溃（非计划）所导致的停机时间， 统和应用的可用性。 统和应用的可用性。
NEC三大优势 三大优势
单机所有部件冗余不需另配软件 数据时时备份切换便捷 降低成本
Stratus与NEC的比较 与 的比较
相同点： 相同点： 技术原理相同
容错服务器
容错服务器一般来说为了提高报机房建设中的关键系统，安全性，稳定性和业务的连续性，传统的解决方案通常采用一下的方式：•备份的方式（部分中小企业使用）当程序运行所在机器发生故障后，通过在另外一台机器手工回复和重启系统程序的方式完成故障切换。
•HA集群（部分企业重要系统要求使用）常见基于共享存储的ACTIVE-STANDBY模式，或通过心跳的传输的方式，当ACTIVE（程序运行）服务器发生故障后，通过脚本判断自动切换到STANDBY服务器上继续运行。
•可防止应用程序停机的需求 (关键业务不中断)持续可用性提供99.999%持续应用程序可用性的出色往绩记录，备受企业信赖，为依赖业务关键应用程序的公司提供竞争优势操作简便无需专门的知识或架构变更即可运行应用程序，基于标准的平台和软件解决方案可适合任何环境，可选择部署于数据中心乃至网络外围。
极具成本效益简易的单一许可操作，减轻IT支持负担，即使在架构扩展时亦是如此。
防止停机，可维护声誉、降低成本及确保数据完整性及合规性，超越行业平均部署周期及支持长城容错服务器介绍长城容错服务器，是一款高性能、高可靠的服务器产品。
是针对企业或单位关键业务系统设计的解决方案产品。
长城容错服务器预防停机的设计可实现最大化的99.999%或以上的连续运行。
满足企业或单位机构RTO与RPO都是0的苛刻要求，真正的为企业或单位机构达到鱼与熊掌同时兼得的效果。
无论企业或单位机构关键业务系统是大小规模，无论它在网络边缘或数据中心，结合长城容错服务器，都能为您提供的保护解决方案，您最理想的选择！长城容错服务器解决方案非常简单，只要在长城容错服务器架构上面搭建业务系统，即可实现99.999%的高可靠性保护！长城容错服务器特点：•自定义监控告警，支持邮件、短信等方式的告警功能，支持二次开发功能，让您时刻了解业务系统运行状态。
•实施简单，登录控制台部署一次操作系统及应用程序，后台将自动同步到另一个物理单元之上，同步过程中对业务使用无任何影响。
容错服务器的简单理解
美国stratus公司:容错服务器的简单理【IT168 资讯】美国stratus容错公司出品的容错服务器是一种可以实现零时间停机的服务器，在一些关键性领域里应用非常广泛，例如：电信、机场、银行、冶金行业、安全、医院的HIS系统、电视台、公安、电力行业、大的零售业，等一切要求高可用性的行业，这类用户以前在没有办法的情况下选用的是高可用性集群，英文原文为High Availability Cluster, 简称双机HA Cluster，是指以减少服务中断(宕机)时间为目的的服务器集群技术，简称双机，这种方式实现起来非常复杂，后期维护成本也很高，对技术人员的依赖也非常严重，而且因为cluster不能实现0时间停机(消除单点故障的集群可用性是99.99%)，所以他的设计目标是减少停机时间而不是避免停机时间，而容错服务器设计上就是避免停机,高可用性的时间是99.9998%，如果2个方案价格相当，您选择减少停机还是选择避免停机的服务器呢?容错的优势容错服务器的几点优势简单说说!(主要是和双机的区别说一下)1:国际著名检测组织IDC公布:容错服务器的高可用性是99.9998%,而消除单点故障的集群是99.99%,IBM的大型机为99.995%2:设计上容错的目标是避免停机,而集群是减少停机(当我们有避免停机的方案,我们为什么还要选择减少停机的方案呢?)3:容错能有效的保护动态数据不丢失,而双机只能保证写入硬盘的数据;4:容错能支持热插拔任意的硬件,包括主板,CPU等关键性硬件,5:布置非常简单,只需要装单套系统,数据库也只需要一套,免去双机软件和研发代码的麻烦,从而大大的减少工程师的工作量,也大大的减少了软件成本.6:速度比同配置的双机要快20%以上.7:后期维护成本几乎为零,而双机的话需要工程师的支持,或许由于系统补丁的升级需要额外的研发双机代码来保证系统的切换成功;8:容错是没有切换时间的,而双机由于硬件宕机后会发生停顿的情况,还有就是双机切换工作是有可能不成功的.9.容错的windows系统因为有容错揪错芯片,所以容错的windows系统比传统的windows系统稳定,也许您用很多年都不需要重起windows,因为它永远和刚开机一样快,容错因此承诺容错的windows比IBM的AIX还稳定.因为您用上了容错就不知道什么叫停机.上面说了很多与双机对比的优势,下面我们通过案例来实际了解容错到底有多好:典型比较案例下面是刚做好的系统由人工触发故障,集中观察切换时间和数据丢失的情况.由上述结果可见在ftServer上没有任何的切换时间以及数据的丢失，而在集群系统中则产生了58秒的切换时间和5行的丢失数据。
互联网行业的网络容错与冗余技术
互联网行业的网络容错与冗余技术互联网的快速发展和普及给人们的生活带来了很多便利，但同时也带来了一些问题，比如网络的不稳定性和数据的丢失。
为了解决这些问题，互联网行业不断在网络容错和冗余技术上进行创新和改进。
本文将探讨互联网行业中常见的网络容错和冗余技术，并分析其应用和优势。
一、网络容错技术1. 高可用性技术高可用性技术是指互联网系统在面对网络中断或硬件故障时仍然能够运行的能力。
在实现高可用性的过程中，主要有以下几种技术：（1）负载均衡：通过将请求分发到多个服务器上，以实现对用户请求的平衡负载，提升系统的处理能力和稳定性。
（2）故障转移：一旦服务器出现故障，系统能够自动将请求转移到备份服务器上，确保服务的连续性。
（3）热备份：在主服务器发生故障时，备份服务器能够立即接管主服务器的工作，避免服务中断。
主备服务器之间通过心跳机制实现实时的状态同步。
2. 容错路由技术容错路由技术是指通过多条路径将数据传输到目的地，当某一条路径发生故障时，可以选择备用路径进行数据传输。
容错路由技术主要有以下几种：（1）多路径路由：源节点将数据同时发送到多个相邻节点，并根据不同的路径质量选择最优路径进行传输。
（2）路由备份：当某一节点发现网络中断时，可以选择备份节点进行数据传输，确保数据能够准确快速地到达目的地。
3. 容错协议技术容错协议技术是指通过合理设计和选择网络协议，使得互联网能够在面对故障和攻击时自动恢复或提供可靠的数据传输。
常用的容错协议技术包括：（1）UDP容错协议：UDP协议在数据传输过程中不对数据进行确认和重传，速度快，但不保证数据的可靠传输。
通过在应用层使用冗余校验方法，可以提高UDP传输的可靠性。
（2）TCP容错协议：TCP协议通过使用确认、重传和拥塞控制等机制，保证了数据的可靠传输。
当网络中断时，TCP协议能够自动重传丢失的数据，确保数据的完整性。
二、网络冗余技术网络冗余技术主要是为了保证系统的可用性和数据的安全性，在网络出现故障或攻击时能够进行自我修复和保护。
网络容错与故障恢复
网络容错与故障恢复在现代社会，网络已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
无论是个人使用还是商业领域，网络的稳定性和可靠性都提供了许多便利性。
然而，由于网络的复杂性和不可预测性，故障和中断是不可避免的。
因此，网络容错和故障恢复成为了保障网络可用性和稳定性的关键措施。
一、网络容错技术网络容错是指通过一系列技术手段来减少网络故障和中断对用户造成的影响，并保持网络的可用性。
下面将介绍一些常见的网络容错技术：1. 冗余技术冗余技术是一种通过增加冗余设备或路径来提高网络可靠性的方法。
例如，冗余路由器可以用作备份，当主路由器故障时自动切换到备用路由器，保证网络的连通性。
2. 负载均衡负载均衡是一种将网络流量分散到多个服务器上的技术。
通过将流量分散到多个服务器上，可以降低单个服务器的负载，并提高整个网络的性能和可用性。
3. 容错协议容错协议是一种在数据传输过程中具备自我修复能力的协议。
它能够检测和纠正数据传输中可能出现的错误，并确保数据的完整性和准确性。
二、网络故障恢复技术网络故障恢复技术是指在网络出现故障时，通过一系列措施来迅速修复故障，并将网络恢复到正常工作状态。
以下是一些常见的网络故障恢复技术：1. 自动重启服务自动重启服务是一种自动监控和重启网络服务的技术。
通过监控网络服务的状态，一旦出现故障，系统将自动进行重启，以恢复网络的正常功能。
2. 备份和恢复备份和恢复是一种通过定期备份数据和配置信息，并在发生故障时恢复到备份状态的技术。
这可以帮助快速恢复网络，并最小化对用户的影响。
3. 网络故障监测系统网络故障监测系统是一种用于实时监测和检测网络故障的技术。
它能够及时发现故障，并提供详细的故障报告，以便管理员能够快速定位和解决问题。
三、网络容错与故障恢复的重要性网络容错和故障恢复对于保障网络的可用性和稳定性至关重要。
以下是网络容错与故障恢复的几个重要方面：1. 最小化服务中断通过有效的网络容错和故障恢复措施，可以最小化网络服务中断的时间和影响。
容错服务器简介(7月1日)
硬件结构
软件结构
成本投入 设备管理
售后服务
计算机业界对可靠性的定义
方案可靠性
99.999%
容错服务器
99.99%
99.9%
大型主机 消除单 点故障 的集群 系统
99%
独立 服务 器 使用外部 磁阵的独 立服务器 简易的 集群系 统
集群和容错方案硬软件结构比较
HIS
HIS
中间件
集群软件
HIS
中间件
内容 双机双柜 硬件 价格 HP DL580 G7 双 lInte Xeon 2.4 GHz/2MB 8GB内存，2个300GB硬盘 双网卡，冗余电源 HP MSA2000 600GB 15K硬盘6块 Windwos2008企业版：2 套 2CPU SQL企业版： 2套 集群软件： 1套 安装测试 价格 10% 集群HA方案 价格 ￥480000 双机单柜 HP DL580 G7双 lntel Xeon 2.4 GHz/1MB 8GB内存，2个300GB硬 盘 双网卡，冗余电源 HP MSA2000 600GB 15K硬盘3块 Windwos2003企业版：2 套 2CPU SQL企业版： 2套 价格 ￥330000 容错CA方案 ftServer Stratus ft4700 双Intel Xeon 1.8GHz/2MB CPU（ 逻辑），4GB内存（逻辑 ），2个74GB硬盘，6个 300GB硬盘 双网卡 价格 ￥1180000
集群软件
中间件 操作系统
CPU Memory CPU Memory
操作系统
MPU, Memory
操作系统
MPU, Memory
磁盘阵列 数据 镜像 心跳线定期侦测
ENET
ENET
网络容错与冗余备份技术
网络容错与冗余备份技术在现代社会中，网络已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
随着互联网和科技的快速发展，人们对网络的可靠性和稳定性提出了更高的要求。
然而，由于各种原因，网络中断和数据丢失问题时有发生。
为了解决这些问题，网络容错与冗余备份技术应运而生。
一、网络容错技术的概念和原理网络容错是指在网络中的设备或系统出现故障时，通过一系列的措施提供无缝的服务，确保网络的稳定性和正常运行。
它主要依靠冗余设计和数据恢复机制来实现。
1.冗余设计：网络容错技术通过冗余设计来提高系统的可用性。
冗余设计包括硬件冗余和软件冗余两种方式。
硬件冗余通常是指在关键设备上进行备份，当主设备出现故障时，备份设备会自动接管，保证系统的连续性。
软件冗余则是通过在系统中运行多个相同或相似的软件来提供冗余功能，当某个软件出现故障时，其他软件会自动接替其工作。
2.数据恢复机制：数据恢复机制是网络容错技术中的重要组成部分。
它主要通过备份和恢复来确保数据的完整性和可靠性。
备份可以包括离线备份和在线备份两种方式。
离线备份是指将数据定期备份到物理介质中，如磁带、硬盘等。
在线备份则是将数据复制到其他系统或服务器上，以保证数据即使在主系统故障时也能得到恢复。
二、网络容错与冗余备份技术的应用网络容错与冗余备份技术在各个领域中都有广泛的应用。
下面以几个常见的场景为例进行说明：1.数据中心：数据中心是存储和管理大量数据的场所。
在数据中心中，大量的服务器和存储设备工作在一个极高的负载环境下。
为了保证数据的安全和运行的稳定性，网络容错和冗余备份技术成为不可或缺的一部分。
通过实现冗余设计和数据备份，在服务器或存储设备发生故障时，能够实现系统的平稳切换和数据的快速恢复。
2.云计算：云计算已经成为现代企业和个人的重要工具。
云计算提供了大规模的计算和存储资源，并且能够根据需求对资源进行动态调配。
在云计算中，网络容错和冗余备份技术能够保证云服务的高可用性和数据的安全性。
容错服务器的介绍
医疗系统
在医疗领域，容错服务器用于保障医 院信息系统的稳定运行，如电子病历、 影像存储与传输等关键应用。
优势与挑战
优势
容错服务器能够提供高可用性和高可靠性，确保关键业务应用的连续运行；同时 ，其冗余设计和故障转移功能可减少故障恢复时间，降低因故障导致的损失。
挑战
容错服务器的成本较高，需要投入更多的资金和资源；此外，由于其复杂的架构 和设计，维护和管理也存在一定的难度。
负载均衡
流量分发
将客户端请求分发到多个服务器上， 以平衡负载，避免单个服务器过载。
动态负பைடு நூலகம்均衡
根据服务器的实时性能和负载情况， 动态调整流量分发策略，确保服务器 资源得到充分利用。
03
容错服务器产品介绍
品牌与型号
华为容错服务器
作为国内领先的IT解决方案提供 商，华为推出的容错服务器具有 较高的知名度和市场份额。其主
一旦发现服务器故障，应立即采取措施进行排查和修复。
故障隔离
将故障服务器隔离，防止故障扩散，影响其他服务器正常运行。
数据恢复
在数据备份的基础上，进行数据恢复，减少数据丢失对业务的影响。
05
容错服务器成本与效益分析
成本构成
硬件成本
软件成本
购买容错服务器的硬件 成本，包括处理器、内 存、存储和网络设备等。
购买和使用容错软件的 成本，如操作系统、数
据库、中间件等。
维护成本
容错服务器的维护和升 级成本，包括硬件和软 件的维护、故障排除和
系统升级等。
人力成本
开发和维护容错服务器 所需的人力资源成本， 包括开发、测试、部署
和管理等。
效益评估
可靠性提高
容错服务器通过冗余设计和故 障转移机制，提高了系统的可
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solution
Stratus的服务领域
所有持续可用性属于必须的 地方
任何停机时间都是不能容忍的
场合
委曲求全的“容错”方案 —— Cluster
HA方案，High Availability 但这并不是真正意义上的容错！！！
或者，我们就使用容错计算机
在整个设计过程中无时不刻不为可 靠性考虑的产品 硬件级的容错 提供实测高达99.9997%的可靠性 使用标准的 intel XEON CPU 运行标准的 Microsoft Windows 2000 Advanced Server / Windows 2008 Enterprise Edition 不会出现软件切换 不会因为硬件故障导致应用失败 在线更换部件 ……
HAL
Virtualized Legacy Device Support
Stratus® HAL Extensions
Continuous Processing®
可用性保证
$100,000
计划名称 事件
Perfect Performance
意外的机器硬件、系统软件或 操作系统故障 Stratus 支付 $100,000 现金
Stratus Technologies
20多年的容 错研究经验
The Smarter Approach to Uptime TM
雄厚的资金
INVESTCORP Intel Other MidOcean Partners
ftServer® 的研发
基于行业标准的容错体系结构 硬件容错机制 对标准操作系统的进一步增强 为可靠性、可用性最高要求而组建的客户服务 在过去的28个月中研发申请了42项专利技术
AL1 (RAID 数据 硬盘作镜像或 RAID,保留系统日志文 突然宕机， 业务停顿; 数据完整性得到部分 保护) 件以便判读出错和恢复运算中的交易 保证 AL0 独立服务器 除部分服务器有冗余电源，风扇外， 突然宕机，业务停顿，不能保证数据的完 其他部件没有冗余保护 整性
不同技术的可靠性对比
方案可靠性 99.999%
Continuous Processing®
Failsafe Software
软件可靠性
瞬时硬件故障通过软件屏蔽掉 强化的驱动程序可预防软件故障
Continuous Processing® Systems
故障预防
软件的问题被可靠地捕捉、分析和 纠正
内存和硬盘中的数据均被可靠地保 护 高度地集成；错误防真测试
Stratus的合作伙伴
在操作系统可靠特性上密切合作
内存重新同步 强化驱动程序
支持核心业务应用程序的模式 ftServer® 服务器被布署在 Redmond 测试实验室中
长期良好的合作计划 可以提前使用最新芯片进行整合测试 ftServer® 服务器被布署在 intel实验室中
V090402
Continuous Availability Operational Simplicity Financial Advantage
The Stratus® ftServer® W Series Family
The Smarter Approach to Uptime™
容错概念
按时间划分的故障的分类
X 1+1=？
SNP SSP Passive Backplane SNP SSP
CPU MEM I/O
Disk
1+1=？ 2
2
任何一块CPU板上的任何部件损坏，都不会影响系统的正常运 行。正在进行的运算和操作会象没发生问题一样继续下去。
如果I/O板再出问题呢？
CPU/MEM 板
I/O
I/O 板
Disk
Clusters, Mainframes 灾难恢复
ftServer 灾难预防
“Why choose a server designed to recover from a failure, rather than a server designed not to fail?”
Vernon Turner, IDC
Continuous Processing® Systems
TMR
6600
Duplex Expansion I/O
PCI
CPU N-way SMP Chipset
CPU N-way SMP Chipset Memory Stratus SNP ASIC
Байду номын сангаас
CPU N-way SMP Chipset
6600 Series PCI
AL0 - 1 Conventional Servers
International Date Corp. (IDC)
服务器可用性级别的定义
可用性级别 AL4 (连续可用) 系统保护性能 系统内部 100%的部件和功能冗余 部件损坏对客户的影响 系统对用户充分透明; 业务不会中断;交易 数据不会丢失;不影响系统性能
容错技术发展
专有容错系统 软件容错系统
硬件容错系统
单机
60‘
双机
70‘ 80‘
Cluster
90‘
集群
2000‘
Stratus 的容错产品线
Continuum VOS UNIX & ftServer V-Series ftServer T-Series/L-Series ftServer W-Series Windows-based solution Telco/Enterprise Linux Solution VOS UNIX solution HP UNIX
Second Generation ftServer® Family
Memory Stratus SSP ASIC Stratus SNP ASIC
Memory Stratus SNP ASIC Stratus SSP ASIC
6600
Passive Backplane
参与相同计算的冗余部件保证了系统远离停机
正常工作的容错机
CPU/MEM 板
CPU MEM I/O
I/O 板
Disk
2 1+1=？
SNP SSP Passive Backplane SNP SSP
CPU MEM I/O
Disk
1+1=？ 2
所有运算在不同板上同时进行
当CPU板出问题时…
CPU/MEM 板
CPU MEM I/O
I/O 板
Disk
ftServer 6600 TMR
Assured Availability
意外的机器硬件、系统软件或操作 系统故障 Stratus 从服务费中作出适当补偿
任何在 Assured Availability Plus service agreement 内的 ftServer
补偿
产品
与集群技术的对比 —— 1
预防、诊断并解决软件问题
强化驱动
容错操作
Prevent Outages
透明的 I/O 切换
完善的热插拔支持
系统保护
错误诊断和隔离 PCI 总线保护
驱动模式
在线诊断 主动式维护接口
兼容 Microsoft® WMI
驱动模式
ftServer® Failsafe软件结构
Failover Drivers NT OS KERNEL PCI Drivers Stratus® Hotplug Driver
ftServer® 服务器被布署在EMC认证实验室中 EMC CLARiiON® 的代理关系 合作支持模式
Continuous Processing®
锁步技术（Lockstep Technology）
硬 件 冗 错
DMR 6600
Duplex Core I/O Lockstep CPUs
ftServer® 可靠性指标 99.999+%（不受任何其它因素的影 响，实际统计结果为99.9997%） 通过系统内部冗余部件配合先进的 锁步技术防止故障，不依赖于其它 软件。结构简单直观。 集群技术 99.9%~99.99%（具体水平依赖于实施水平、 应用类型、数据规模、切换原因等许多不确定 因素） 使用两套或两套以上的计算机、磁盘阵列甚至 光纤交换机等通过复杂的拓朴结构再配合以 Cluster软件来实现故障恢复。结构复杂。
Jay Bretzmann Director of IBM’s xSeries Marketing
Stratus Technologies
•1980 -- 硬件级容错计算机系统厂商Stratus成立
•1981 -- 首先推出基于硬件的容错计算机系统
•1988 -- 建立世界上第一个提供24小时服务的远程 服务网 •1990 — 推出世界上第一个容错的 UNIX 操作系统 - FTX •1991 -- 推出 RISC 结构的 XA/R 系列容错计算机 系统 •1995 -- 推出 RISC 结构的 Continuum 系列容错 计算机系统 •1997 -- 推出容错的 HP-UX 操作系统 •2001 -- 推出世界上第一台 Windows 2000 硬件容 错服务器 ftServer
HA 与 CA 的区别
HA
选择新平台
交易丢失
业务延滞
故障出现
故障恢复
CA
容错服务器的可靠性数学基础
CPU I/O
CPU
I/O
集群技术的 可靠性数学模型 ------提高可靠性 避错设计
平行式结构
CPU
CPU
I/O
I/O
容错技术的 可靠性数学模型 ------连续可靠性 容错设计