企業網絡系統信息服務的可用性

2013-12-12 10:21:31 電力信息化　點擊量：評論 (0)

摘要：本文介紹了可用性與高可用性的基本概念，分析了網絡系統可用服務設計的關鍵在于準確分析服務的可用性需求問題，通過網絡信息系統服務可用性實例，對網絡信息系統服務設計方法和應用技術進行了探討。0、引言

2、高可用性網絡系統信息服務的設計
2.1 設計高可用網絡信息系統
網絡信息系統具有高可用性現在采用的主要技術有 :
·用現有組件配置網絡系統。
·確定最可能發生故障的系統組件。
·為已經確定為容易發生故障的組件安裝、配置冗余組件 , 這樣某一個組件出現故障另一個組件可以接管它。
系統組件,無論多么可靠,最終都會失效。增加冗余組件配置,能夠自動替換,防止部件故障導致嚴重系統停機。系統能夠自動替換故障組件,而不需要中斷系統,等待手工替換。
2.2 主動組件和被動組件
冗余組件可能主動(系統正常運行過程中主動運行)或被動(存在,但在系統正常運行過程中不主動)。
被動冗余組件的成本較高 , 因為對應系統部件發生故障以前,這些冗余組件不起任何作用。某種意義上,被動冗余組件是防止對應系統組件出現故障的保單。大多數情況下,被動冗余組件與它對應的系統組件完全相同。對于多數應用,主動冗余組件可以降低高可用性的成本,因為它們在正常運行情況下 ( 當所有系統組件都正常運行時)執行有用操作。在目前的高可用系統中,主動冗余組件比被動冗余組件更常見,例如:
·輸入/輸出負載可以通過冗余磁盤之間的數據鏡像來分擔。
·到存儲設備的數據傳輸可以通過多條路徑均衡。
·冗余服務器可以運行其他應用實例 , 或者可以用于不太關鍵的應用 , 如數據開發或數據搜尋,如有必要這些應用可以中斷。

·客戶請求可以由多個網絡來均衡。或者集群多個網絡連接 , 在它們之間均衡高容量數據傳輸。
網絡系統用戶可以很快熟悉多個磁盤、輸入/輸出路徑、服務器、和網絡的性能級別。當帶有主動冗余組件的系統發生某種故障時 , 系統性能必然會下降。當某個主動冗余組件發生故障時 , 它的功能必然由系統中的其他組件接管。結果是,新增工作負荷的組件性能勢必下降。更進一步,如果某個新增工作負荷的組件也發生故障,那么新的故障的后果可能比最初故障的后果嚴重得多。因此,在設計有主動冗余組件的系統中 , 犧牲故障情況下系統的性能可以降低成本(或者從另一個角度來看,可以提高正常情況下系統的性能)。

2.3 使冗余組件發揮作用
高可用系統很大程度上依賴于監控系統組件的軟件,并在必要時將功能切換到冗余組件。軟件通過幾種形式使計算機系統具有高可用性 :
·磁盤子系統固件和基于服務器的卷管理器 , 監控磁盤鏡像并在故障發生時重新定向輸入/輸出數據流。
·運行在服務器端或智能存儲設備上的多路徑軟件檢測存儲設備的故障 , 并響應和重定向輸入/輸出請求到預備路徑。
·故障冗余管理軟件監控應用,如果同一服務器或其他服務器上的應用不能響應時則重新啟動。
·網絡軟件堆枝檢測到遠端計算機的響應故障時,輸入/輸出請求將被重定向到備用網絡路徑。
·網絡交換機和路由器相互監控,當檢測到故障時,會將流量自動路由到備用路徑。
冗余組件是高可用網絡系統的必要條件 , 但需要現有的某些最復雜的軟件才能使冗余組件發揮作用。當然 , 軟件本身也可能出現故障。在設計使網絡系統具有高可用性的軟件時 , 最大的挑戰就是讓軟件能夠容忍或恢復自身的故障。實施高可用網絡系統成本很高 , 但如果企業愿意接受以下幾點 , 可以在一定程度上降低高可用性的成本 :
·防止發生較小故障和災難。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 組件套中的一個組件發生故障。防止某個局域系統出現故障的集群系統 , 要比防止出現毀壞整個數據中心的并發故障的完全毀壞冗余全域集群的成本要低。企業應當認真評估每一項信息服務的價值 , 然后配置適當的保護級別。
·降低故障情況下的系統性能。用主動冗余組件配置系統 , 并用冗余組件提高正常運行下的性能。由于這樣的系統一直使用它的所有組件 , 因此當某個或多個組件不能正常運行時 , 其最佳性能就必然會降低。
高可用系統除了以上兩種成本外 ,人力成本是更難控制的成本。網絡系統管理日趨自動化 , 但人仍然是高可用系統的關鍵因素。磁帶需要人來處理 , 臨時應用需要人來運行,還有出乎意料的需求需要人來滿足 , 最重要的是 , 需要人來做決策。例如發生意料之外的多種故障之后 , 如果沒有管理員進行恢復指揮 , 即使是最優配置的高可用系統也沒有用處。