服务器与数据存储课程考核项目 某企业SQL Server 2005数据库高可用集群解决方案 学院： 软件学院 。 年级： 12级 。 班级： 卓越班 。姓名： 。学号： 。目录一、 项目背景3二、需求分析3三、总体设计方案53.1方案描述53.2拓扑图6四、硬件设备说明64.1 服务器 IBM System x3850 X5(71452RC)服务器64.2交换机 12IBM 2498B24-24口光纤交换机124.3磁盘阵列 EMC VNX5600详细参数13五、软件功能说明155.1 SQL Server 2005 Enterprise Edition155.2 Windows Server 2003 Enterprise Edition19六、实施过程22七、总结41八、参考文献41一、项目背景某企业原有一台IBM450服务器，作为数据库服务器使用，已经使用了5年多。使用的SQL Server 2005数据库系统当前存在的问题是：服务器只有一台，当其出现故障，如宕机等其他原因致使服务器停止对外服务，管理人员无法及时得到通知，并且维护困难；服务器已经使用5年，硬件配置逐渐不能满足现在的需求。为了加强信息化系统中的数据库系统的可靠性和容错能力，该企业决定对数据库系统进行改造升级，以解决目前存在的问题，请你根据本课程所学的知识，给出一个较完善的解决方案。二、 需求分析随着时代的快速发展，各种软硬件都在发生质的飞跃，而该服务器已使用了五年，且不说硬件配置逐渐不能满足现在需求，其本身也已快到达使用的年限。继续使用下去的话，很有可能会频繁出现故障，所以我们很有必要更换两台服务器，为了满足企业的要求，加强信息化系统中的数据库系统的可靠性和容错能力决定提出数据库高可用集群解决方案。高可用集群软件解决方案，为用户提供了具有单点故障容错能力的系统平台，是计算机应用系统稳定、可靠、有效、持续运行的重要保证。它通过系统冗余的方法解决计算机应用系统的可靠性问题，并具有安装维护简单、稳定可靠、监测直观等优点。它采用主服务发生故障时备服务器接管的机制，实现在线故障自动切换，实现系统 724 小时不间断运行，保证了用户数据的可靠性和系统的持续运行，避免停机造成的损失。高可用集群，英文原文为High Availability Cluster，简称HA Cluster，简单的说，集群（cluster）就是一组计算机，它们作为一个整体向用户提供一组网络资源。这些单个的计算机系统 就是集群的节点（node）。高可用集群的出现是为了使集群的整体服务尽可能可用，从而减少由计算机硬件和软件易错性所带来的损失。如果某个节点失效，它的备援节点将在几秒钟的时间内接管它的职责。因此，对于用户而言，集群永远不会停机。高可用集群软件的主要作用就是实现故障检查和业务切换的自动化。只有两个节点的高可用集群又称为双机热备，所谓双机热备就是使用互为备份的两台服务器共同执行同一服务，其中一台主机为工作机（Primary Server），另一台主机为备份机（Standby Server）。在系统正常情况下，工作机为应用系统提供服务，备份机监视工作机的运行情况（工作机同时也在检测备份机是否正常），当工作机出现异常，不能支持应用系统运营时，备份机主动接管工作机的工作，继续支持关键应用服务，保证系统不间断的运行。双机热备只是高可用集群的一种，高可用集群系统更可以支持两个以上的节点，提供比双机热备更多、更高级的功能， 更能满足用户不断出现的需求变化。由于该服务器是作为数据库服务使用，所以数据最重要。从国际上看，以美国为首的发达国家都非常重视数据存储备份技术，而且将其充分利用，服务器与磁带机的连接已经达到60%以上。而在国内，只有不到15%的服务器连有备份设备，这就意味着85%以上的服务器中的数据面临着随时有可能遭到全部破坏的危险。因此，有必要持续不断地宣传数据存储备份的重要性，直到人们把数据存储备份视为头等重要的大事，并不断引进最先进的数据存储备份设备来确保数据的绝对安全为止。对于一个企业来说，数据的安全性是极为重要的，一旦重要的数据被破坏或丢失，就会对企业日常生产造成重大的影响，甚至是难以弥补的损失。根据3M公司的最新调查，对于市场营销部门来说，恢复数据至少需要19天，耗资17，000美元;对于财务部门来说，这一过程至少需要21天，耗资19，000美元;而对于工程部门来说，这一过程将延至42天，耗资达98，000美元。而且在恢复过程中，整个部门实际上是处在瘫痪状态。在今天，长达42天的瘫痪足以导致任何一家公司破产!而唯一可以将损失降至最小的行之有效的办法莫过于数据的存储备份。分析系统环境中数据被破坏的原因，主要有以下几个方面：1)自然灾害，如水灾、火灾、雷击、地震等造成计算机系统的破坏，导致存储数据被破坏或完全丢失;2)系统管理员及维护人员的误操作;3)计算机设备故障，其中包括存储介质的老化、失效;4)病毒感染造成的数据破坏;5)Internet上“黑客”的侵入和来自内部网的蓄意破坏。近几年来，国内网络系统的规划和设计不断推陈出新，在众多网络方案中，通常对数据的存储和备份管理的重要性重视不够，至少在方案中提及不多，甚至忽略。可以说，网络设计方案中如果没有相应的数据存储备份解决方案，就不算是完整的网络系统方案。计算机系统不是永远可靠的。双机热备份、磁盘阵列、磁盘镜像、数据库软件的自动复制等功能均不能称为完整的数据存储备份系统，它们解决的只是系统可用性的问题，而计算机网络系统的可靠性问题需要完整的数据存储管理系统来解决。因此，对原网络增加数据存储备份管理系统和在新建网络方案中列入数据存储备份管理系统就显得相当重要了。针对这个数据备份与恢复，如果从网络应用的可靠性出发，我们至少需要考虑如下这几个方面。一是要考虑数据的异地备份。如文件服务器的数据备份，我们不仅要在文件服务器本身的硬盘上对文件进行备份，同时，我们也需要在文件服务器以外的其他硬盘载体上，对其进行异地备份。以防当文件服务器的硬盘发生损坏时，能够及时利用其他硬盘上的备份镜象进行还原，把损失降到最低。二是要考虑备份的频率。如我们对文件服务器至少不能够一个星期备份一次。如此的话，当一个星期中的最后一天发现文件意外丢失时，需要还原到一周以前的状态。那损失可能企业仍然是无法忍受的。个人认为，最少企业应该一天备份一次，而且，备份文件至少保存三个月。只有如此，才可以根据用户的需求，恢复到某一天的数据。如此的话，用户损失的可能也只是一天的数据。当然，出于硬盘空间以及数据备份效率的考虑，我们可以采取一个星期一次的完全备份、其他的实行差异性备份的策略。三是在信息还原的时候，我们还需要可以还原具体的内容。如我们对文件服务器进行数据备份后，在还原的时候，我们不能针对文件服务器下的所有文件夹进行还原，那样的话，涉及面太广。我们需要实现，针对某个具体的文件夹进行还原。如用户反映，某个文件夹被意外删除了，那么我们在进行还原操作的时候，可以只还原这个具体的文件夹，而不会对其他文件夹产生影响。数据备份必须要考虑到数据恢复的问题，包括采用双机热备、磁盘镜像或容错、备份磁带异地存放、关键部件冗余等多种灾难预防措施。这些措施能够在系统发生故障后进行系统恢复。但是这些措施一般只能处理计算机单点故障，对区域性、毁灭性灾难则束手无策，也不具备灾难恢复能力。所以如果条件允许的话，我们还可以考虑添加容灾技术。在谈容灾技术之前，要先了解一下什么是灾难。在日常的计算环境中, 系统管理人员有时候会遇到系统出现问题而中断的情况,但是“中断”并不完全等同于“灾难”。广义上说灾难大致包括三种类型：不可预测的自然灾害（地震、台风、水灾、雷电、火灾等）；基础设施的损坏(CPU、硬盘损坏、建筑物倒塌、电源中断等); 操作失误(误操作、人为蓄意破坏等)。总之，对于一个计算机系统而言，一切引起系统非正常停机的事件都称之为灾难。据统计，导致系统灾难的原因一般为: 硬件故障占44%、人为错误占32%、软件故障占14%、病毒影响占7%、自然灾难占3%。因而，尽早制定和建立完备的灾难恢复计划，以增强系统的抗灾能力，最大限度地减少损失是当务之急。容灾备份是通过在异地建立和维护一个备份存储系统，利用地理上的分离来保证系统和数据对灾难性事件的抵御能力。根据容灾系统对灾难的抵抗程度，可分为数据容灾和应用容灾。数据容灾是指建立一个异地的数据系统，该系统是对本地系统关键应用数据实时复制。当出现灾难时，可由异地系统迅速接替本地系统而保证业务的连续性。应用容灾比数据容灾层次更高，即在异地建立一套完整的、与本地数据系统相当的备份应用系统（可以同本地应用系统互为备份，也可与本地应用系统共同工作）。在灾难出现后，远程应用系统迅速接管或承担本地应用系统的业务运行。早期的主数据中心和备援数据中心之间的数据备份，主要是基于SAN的远程复制（镜像），即通过光纤通道FC，把两个SAN连接起来，进行远程镜像（复制）。当灾难发生时，由备援数据中心替代主数据中心保证系统工作的连续性。这种远程容灾备份方式存在一些缺陷，如：实现成本高、设备的互操作性差、跨越的地理距离短（10公里）等，这些因素阻碍了它的进一步推广和应用。目前，出现了多种基于IP的SAN的远程数据容灾备份技术。它们是利用基于IP的SAN的互连协议，将主数据中心SAN中的信息通过现有的TCP/IP网络，远程复制到备援中心SAN中。当备援中心存储的数据量过大时，可利用快照技术将其备份到磁带库或光盘库中。这种基于IP的SAN的远程容灾备份，可以跨越LAN、MAN和WAN，成本低、可扩展性好，具有广阔的发展前景。基于IP的互连协议包括：FCIP、iFCP、Infiniband、iSCSI等。三、 总体设计方案 3.1方案描述根据客户的需求，设计高可用的数据存储方案。由2台IBM System x3850 X5服务器组成双机热备，然后配置FC光纤交换机，搭建 FC SAN 环境，为前端两台IBM服务器提供高性能存储。最后选用EMC VNX5600搭建磁盘阵列。在服务器中我们使用Windows Server 2003 Enterprise Edition系统，并选用SQL SERVER 2005 作为我们的数据库服务，实行故障转移集群。同时SQL Server数据库系统布署在FC磁盘上，存储通过服务器的卷管理软件构成了存储镜像，实现了主机、交换机、存储设备完全冗余3.2拓扑图四、 硬件设备说明4.1 服务器IBM System x3850 X5(71452RC)服务器IBM System x3850 X5基于最新一代 IBM企业级 X 架构技术和英特尔处理器构建，可在节能、经济的设计中提供卓越的性能和无与伦比的可靠性，其最大的优点是能提供超凡的可扩展性和灵活性，帮助您在正确的时间获得正确的功能IBM System x3850 X5(71452RC)详细参数基本参数 产品类型企业级 产品类别机架式纠错 产品结构4U处理器 CPU类型Intel 至强7500 CPU型号Xeon E7530 CPU频率1.86GHz 智能加速主频2.133GHz 标配CPU数量2颗 最大CPU数量8颗 制程工艺45nm 三级缓存12MB