企業(yè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息服務(wù)的可用性

2013-12-12 10:21:31 電力信息化　點(diǎn)擊量：評(píng)論 (0)

摘要：本文介紹了可用性與高可用性的基本概念，分析了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)可用服務(wù)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵在于準(zhǔn)確分析服務(wù)的可用性需求問(wèn)題，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)服務(wù)可用性實(shí)例，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)服務(wù)設(shè)計(jì)方法和應(yīng)用技術(shù)進(jìn)行了探討。0、引言

2、高可用性網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)信息服務(wù)的設(shè)計(jì)
2.1 設(shè)計(jì)高可用網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)
網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)具有高可用性現(xiàn)在采用的主要技術(shù)有 :
·用現(xiàn)有組件配置網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。
·確定最可能發(fā)生故障的系統(tǒng)組件。
·為已經(jīng)確定為容易發(fā)生故障的組件安裝、配置冗余組件 , 這樣某一個(gè)組件出現(xiàn)故障另一個(gè)組件可以接管它。
系統(tǒng)組件,無(wú)論多么可靠,最終都會(huì)失效。增加冗余組件配置,能夠自動(dòng)替換,防止部件故障導(dǎo)致嚴(yán)重系統(tǒng)停機(jī)。系統(tǒng)能夠自動(dòng)替換故障組件,而不需要中斷系統(tǒng),等待手工替換。
2.2 主動(dòng)組件和被動(dòng)組件
冗余組件可能主動(dòng)(系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中主動(dòng)運(yùn)行)或被動(dòng)(存在,但在系統(tǒng)正常運(yùn)行過(guò)程中不主動(dòng))。
被動(dòng)冗余組件的成本較高 , 因?yàn)閷?duì)應(yīng)系統(tǒng)部件發(fā)生故障以前,這些冗余組件不起任何作用。某種意義上,被動(dòng)冗余組件是防止對(duì)應(yīng)系統(tǒng)組件出現(xiàn)故障的保單。大多數(shù)情況下,被動(dòng)冗余組件與它對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)組件完全相同。對(duì)于多數(shù)應(yīng)用,主動(dòng)冗余組件可以降低高可用性的成本,因?yàn)樗鼈冊(cè)谡＿\(yùn)行情況下 ( 當(dāng)所有系統(tǒng)組件都正常運(yùn)行時(shí))執(zhí)行有用操作。在目前的高可用系統(tǒng)中,主動(dòng)冗余組件比被動(dòng)冗余組件更常見(jiàn),例如:
·輸入/輸出負(fù)載可以通過(guò)冗余磁盤(pán)之間的數(shù)據(jù)鏡像來(lái)分擔(dān)。
·到存儲(chǔ)設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)多條路徑均衡。
·冗余服務(wù)器可以運(yùn)行其他應(yīng)用實(shí)例 , 或者可以用于不太關(guān)鍵的應(yīng)用 , 如數(shù)據(jù)開(kāi)發(fā)或數(shù)據(jù)搜尋,如有必要這些應(yīng)用可以中斷。

·客戶請(qǐng)求可以由多個(gè)網(wǎng)絡(luò)來(lái)均衡。或者集群多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接 , 在它們之間均衡高容量數(shù)據(jù)傳輸。
網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)用戶可以很快熟悉多個(gè)磁盤(pán)、輸入/輸出路徑、服務(wù)器、和網(wǎng)絡(luò)的性能級(jí)別。當(dāng)帶有主動(dòng)冗余組件的系統(tǒng)發(fā)生某種故障時(shí) , 系統(tǒng)性能必然會(huì)下降。當(dāng)某個(gè)主動(dòng)冗余組件發(fā)生故障時(shí) , 它的功能必然由系統(tǒng)中的其他組件接管。結(jié)果是,新增工作負(fù)荷的組件性能勢(shì)必下降。更進(jìn)一步,如果某個(gè)新增工作負(fù)荷的組件也發(fā)生故障,那么新的故障的后果可能比最初故障的后果嚴(yán)重得多。因此,在設(shè)計(jì)有主動(dòng)冗余組件的系統(tǒng)中 , 犧牲故障情況下系統(tǒng)的性能可以降低成本(或者從另一個(gè)角度來(lái)看,可以提高正常情況下系統(tǒng)的性能)。

2.3 使冗余組件發(fā)揮作用
高可用系統(tǒng)很大程度上依賴于監(jiān)控系統(tǒng)組件的軟件,并在必要時(shí)將功能切換到冗余組件。軟件通過(guò)幾種形式使計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有高可用性 :
·磁盤(pán)子系統(tǒng)固件和基于服務(wù)器的卷管理器 , 監(jiān)控磁盤(pán)鏡像并在故障發(fā)生時(shí)重新定向輸入/輸出數(shù)據(jù)流。
·運(yùn)行在服務(wù)器端或智能存儲(chǔ)設(shè)備上的多路徑軟件檢測(cè)存儲(chǔ)設(shè)備的故障 , 并響應(yīng)和重定向輸入/輸出請(qǐng)求到預(yù)備路徑。
·故障冗余管理軟件監(jiān)控應(yīng)用,如果同一服務(wù)器或其他服務(wù)器上的應(yīng)用不能響應(yīng)時(shí)則重新啟動(dòng)。
·網(wǎng)絡(luò)軟件堆枝檢測(cè)到遠(yuǎn)端計(jì)算機(jī)的響應(yīng)故障時(shí),輸入/輸出請(qǐng)求將被重定向到備用網(wǎng)絡(luò)路徑。
·網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和路由器相互監(jiān)控,當(dāng)檢測(cè)到故障時(shí),會(huì)將流量自動(dòng)路由到備用路徑。
冗余組件是高可用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的必要條件 , 但需要現(xiàn)有的某些最復(fù)雜的軟件才能使冗余組件發(fā)揮作用。當(dāng)然 , 軟件本身也可能出現(xiàn)故障。在設(shè)計(jì)使網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有高可用性的軟件時(shí) , 最大的挑戰(zhàn)就是讓軟件能夠容忍或恢復(fù)自身的故障。實(shí)施高可用網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)成本很高 , 但如果企業(yè)愿意接受以下幾點(diǎn) , 可以在一定程度上降低高可用性的成本 :
·防止發(fā)生較小故障和災(zāi)難。所謂的 "N+l" 冗余要比完全雙冗余的成本要低 , 但只能防止N 組件套中的一個(gè)組件發(fā)生故障。防止某個(gè)局域系統(tǒng)出現(xiàn)故障的集群系統(tǒng) , 要比防止出現(xiàn)毀壞整個(gè)數(shù)據(jù)中心的并發(fā)故障的完全毀壞冗余全域集群的成本要低。企業(yè)應(yīng)當(dāng)認(rèn)真評(píng)估每一項(xiàng)信息服務(wù)的價(jià)值 , 然后配置適當(dāng)?shù)谋Ｗo(hù)級(jí)別。
·降低故障情況下的系統(tǒng)性能。用主動(dòng)冗余組件配置系統(tǒng) , 并用冗余組件提高正常運(yùn)行下的性能。由于這樣的系統(tǒng)一直使用它的所有組件 , 因此當(dāng)某個(gè)或多個(gè)組件不能正常運(yùn)行時(shí) , 其最佳性能就必然會(huì)降低。
高可用系統(tǒng)除了以上兩種成本外 ,人力成本是更難控制的成本。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理日趨自動(dòng)化 , 但人仍然是高可用系統(tǒng)的關(guān)鍵因素。磁帶需要人來(lái)處理 , 臨時(shí)應(yīng)用需要人來(lái)運(yùn)行,還有出乎意料的需求需要人來(lái)滿足 , 最重要的是 , 需要人來(lái)做決策。例如發(fā)生意料之外的多種故障之后 , 如果沒(méi)有管理員進(jìn)行恢復(fù)指揮 , 即使是最優(yōu)配置的高可用系統(tǒng)也沒(méi)有用處。

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責(zé)任編輯：和碩涵

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