IT運(yùn)維工程師基礎(chǔ)知識(shí)

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最終修改時(shí)間：20231212

1BS和CS的區(qū)分以與優(yōu)缺點(diǎn)

C/S又稱Client/server或客戶/服務(wù)器模式。服務(wù)器通常采納高性能的

PC、工作站或小型機(jī)，并采納大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，如Oracle、Sybase、

Informix或SQLServero客戶端須要安裝專用的客戶端軟件。

B/S是Brower/Server的縮寫(xiě)，客戶機(jī)上只要安裝一個(gè)閱讀器

（Browser）,如NetscapeNavigator或InternetExplorer,服務(wù)器安

裝Oracle、Sybase^Informix或SQLServer等數(shù)據(jù)庫(kù)。閱讀器通過(guò)

WebServer同數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。

C/S的優(yōu)點(diǎn)是能充分發(fā)揮客戶端PC的處理實(shí)力，很多工作可以在客戶端

處理后再提交給服務(wù)器。對(duì)應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)就是客戶端響應(yīng)速度快。缺點(diǎn)主要只

適用于局域網(wǎng)。

客戶端須要對(duì)初裝電腦安裝專用的客戶端軟件，升級(jí)須要處理特殊處理

（重裝軟件或運(yùn)用自動(dòng)升級(jí)技術(shù)）

對(duì)客戶端的操作系統(tǒng)一般會(huì)限制用windows,不支持linux等

B/S最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以在任何地方進(jìn)行操作而不用安裝任何特地的軟

件。只要有一臺(tái)能上網(wǎng)的電腦就能運(yùn)用，客戶端零維護(hù)。系統(tǒng)的擴(kuò)展特別

簡(jiǎn)潔，只要能上網(wǎng)，再由系統(tǒng)管理員安排一個(gè)用戶名和密碼，就可以運(yùn)用

To甚至可以在線申請(qǐng)，通過(guò)公司內(nèi)部的平安認(rèn)證（如CA證書(shū)）后，不

須要人的參加，系統(tǒng)可以自動(dòng)安排給用戶一個(gè)賬號(hào)進(jìn)入系統(tǒng)。但在做不同

的閱讀器的兼容性編碼，并且不能實(shí)現(xiàn)困難前面計(jì)算和展示。

2熱插拔

熱插拔(hot-plugging或HotSwap)即帶電插拔，熱插拔功能就是

允許用戶在不關(guān)閉系統(tǒng)，不切斷電源的狀況下取出和更換損壞的硬盤(pán)、電

源或板卡等部件，從而提高了系統(tǒng)對(duì)災(zāi)難的與時(shí)復(fù)原實(shí)力、擴(kuò)展性和敏捷

性等，例如一些面對(duì)高端應(yīng)用的磁盤(pán)鏡像系統(tǒng)都可以供應(yīng)磁盤(pán)的熱插拔功

能。詳細(xì)用學(xué)術(shù)的說(shuō)法就是：熱替換(Hotreplacement)＞熱添加(hot

expansion)和熱升級(jí)(hotupgrade),

3Failover失效轉(zhuǎn)移

通俗地說(shuō)，即當(dāng)A無(wú)法為客戶服務(wù)時(shí)，系統(tǒng)能夠自動(dòng)地切換，使B能

夠與時(shí)地頂上接著為客戶供應(yīng)服務(wù)，且客戶感覺(jué)不到這個(gè)為他供應(yīng)服務(wù)的

對(duì)象已經(jīng)更換。

4磁盤(pán)陣列RAID

磁盤(pán)陣歹(RedundantArraysofIndependentDisks,RAID),

有“獨(dú)立磁盤(pán)構(gòu)成的具有冗余實(shí)力的陣列”之意。

磁盤(pán)陣列是由很多價(jià)格較便宜的磁盤(pán)，組合成一個(gè)容量巨大的磁盤(pán)

組，利用個(gè)別磁盤(pán)供應(yīng)數(shù)據(jù)所產(chǎn)生加成效果提升整個(gè)磁盤(pán)系統(tǒng)效能。利用

這項(xiàng)技術(shù)，將數(shù)據(jù)切割成很多區(qū)段，分別存放在各個(gè)硬盤(pán)上。

磁盤(pán)陣列還能利用同位檢查(ParityCheck)的觀念，在數(shù)組中隨意

一個(gè)硬盤(pán)故障時(shí)，仍可讀出數(shù)據(jù)，在數(shù)據(jù)重構(gòu)時(shí)，將數(shù)據(jù)經(jīng)計(jì)算后重新置

入新硬盤(pán)中。

4.1RAID級(jí)別

4.1.1RAID0

RAID0是最早出現(xiàn)的RAID模式，即DataStripping數(shù)據(jù)分條技

術(shù)。RAID0是組建磁盤(pán)陣列中最簡(jiǎn)潔的一種形式，只須要2塊以上的硬

盤(pán)即可，成本低，可以提高整個(gè)磁盤(pán)的性能和吞吐RAID0沒(méi)有供應(yīng)

冗余或錯(cuò)誤修復(fù)實(shí)力，但實(shí)現(xiàn)成本是最低的。

RAID0最簡(jiǎn)潔的實(shí)現(xiàn)方式就是把N塊同樣的

RAID0

striping

硬盤(pán)用硬件的形式通過(guò)智能磁盤(pán)限制器或用操作

系統(tǒng)中的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)程序以軟件的方式串聯(lián)在一起

創(chuàng)建一個(gè)大的卷集。在運(yùn)用中電腦數(shù)據(jù)依次寫(xiě)入到

各塊硬盤(pán)中，它的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以整倍的提高硬盤(pán)的容量。如運(yùn)用了三

塊80GB的硬盤(pán)組建成RAID0模式，那么磁盤(pán)容量就會(huì)是240GB。其

速度方面，各單獨(dú)一塊硬盤(pán)的速度完全相同。最大的缺點(diǎn)在于任何一塊硬

盤(pán)出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將會(huì)受到破壞，牢靠性僅為單獨(dú)一塊硬盤(pán)的1/No

4.1.2RAID1

RAID1RAID1稱為磁盤(pán)鏡像，原理是把

mirroring

一個(gè)磁盤(pán)的數(shù)據(jù)鏡像到另一個(gè)磁盤(pán)

上，也就是說(shuō)數(shù)據(jù)在寫(xiě)入一塊磁盤(pán)的

同時(shí)，會(huì)在另一塊閑置的磁盤(pán)上生成

鏡像文件，在不影響性能狀況下最大

限度的保證系統(tǒng)的牢靠性和可修復(fù)性

上，只要系統(tǒng)中任何一對(duì)鏡像盤(pán)中至

少有一塊磁盤(pán)可以運(yùn)用，甚至可以在一半數(shù)量的硬盤(pán)出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)系統(tǒng)都可

以正常運(yùn)行,當(dāng)一塊硬盤(pán)失效時(shí)，系統(tǒng)會(huì)忽視該硬盤(pán)，轉(zhuǎn)而運(yùn)用剩余的鏡像

盤(pán)讀寫(xiě)數(shù)據(jù)，具備很好的磁盤(pán)冗余實(shí)力。雖然這樣對(duì)數(shù)據(jù)來(lái)講肯定平安，

但是成本也會(huì)明顯增加，磁盤(pán)利用率為50%,以四塊80GB容量的硬盤(pán)

來(lái)講，可利用的磁盤(pán)空間僅為160GB。另外，出現(xiàn)硬盤(pán)故障的RAID系

統(tǒng)不再牢靠，應(yīng)當(dāng)與時(shí)的更換損壞的硬盤(pán)，否則剩余的鏡像盤(pán)也出現(xiàn)問(wèn)題,

那么整個(gè)系統(tǒng)就會(huì)崩潰。更換新盤(pán)后原有數(shù)據(jù)會(huì)須要很長(zhǎng)時(shí)間同步鏡像，

外界對(duì)數(shù)據(jù)的訪問(wèn)不會(huì)受到影響，只是這時(shí)整個(gè)系統(tǒng)的性能有所下降。因

此，RAID1多用在保存關(guān)鍵性的重要數(shù)據(jù)的場(chǎng)合。

4.1.3RAIDO+1

『

RAIDO+1名稱上我們便可以看出是RAID。與RAID1B—

的結(jié)合體。在我們單獨(dú)運(yùn)用RAID1也會(huì)出現(xiàn)類似單獨(dú)運(yùn)1

卜

用RAID0那樣的問(wèn)題，即在同一時(shí)間內(nèi)只能向一塊磁盤(pán)E

昌

.

寫(xiě)入數(shù)據(jù)，不能充分利用全部的資源。為了解決這一問(wèn)題，我們可以在磁

盤(pán)鏡像中建立帶區(qū)集。因?yàn)檫@種配置方式綜合了帶區(qū)集和鏡像的優(yōu)勢(shì)，所

以被稱為RAID0+1。把RAID0和RAID1技術(shù)結(jié)合起來(lái)，數(shù)據(jù)除分布在

多個(gè)盤(pán)上外，每個(gè)盤(pán)都有其物理鏡像盤(pán)，供應(yīng)全冗余實(shí)力，允許一個(gè)以下

磁盤(pán)故障，而不影響數(shù)據(jù)可用性，并具有快速讀/寫(xiě)實(shí)力。RAID0+1要在

磁盤(pán)鏡像中建立帶區(qū)集至少4個(gè)硬盤(pán)。

4.1.4RAID5

RAID3和RAID5都是校驗(yàn)方式。RAID3的工作方式是用一塊磁盤(pán)存放

校驗(yàn)數(shù)據(jù)。由于任何數(shù)據(jù)的變更都要修改相應(yīng)的數(shù)據(jù)校驗(yàn)信息，存放數(shù)據(jù)

的磁盤(pán)有好幾個(gè)且并行工作，而存放校驗(yàn)數(shù)據(jù)的磁盤(pán)只有一個(gè)，這就帶來(lái)

了校驗(yàn)數(shù)據(jù)存放時(shí)的瓶頸。RAID5的工作方式是將各個(gè)磁盤(pán)生成的數(shù)據(jù)

校驗(yàn)切成塊，分別存放到組成陣列的各個(gè)磁盤(pán)中去，這樣就緩解了校驗(yàn)數(shù)

據(jù)存放時(shí)所產(chǎn)生的瓶頸問(wèn)題，但是分割數(shù)據(jù)與限制存放都要付出速度上的

代價(jià)。

在RAID5±,讀/寫(xiě)指針可

RAID5

同時(shí)對(duì)陣列設(shè)備進(jìn)行操作，供應(yīng)

了更高的數(shù)據(jù)流量。RAID5更適

合于小數(shù)據(jù)塊和隨機(jī)讀寫(xiě)的數(shù)

據(jù)。在RAID5中有“寫(xiě)損失”,

即每一次寫(xiě)操作將產(chǎn)生四個(gè)實(shí)際

的讀/寫(xiě)操作，其中兩次讀舊的數(shù)

據(jù)與奇偶信息，兩次寫(xiě)新的數(shù)據(jù)與奇偶信息，適用于讀多寫(xiě)少的應(yīng)用。

當(dāng)其中一個(gè)磁盤(pán)數(shù)據(jù)發(fā)生損壞后,利用剩下的磁盤(pán)和相應(yīng)的奇偶校驗(yàn)

信息重新復(fù)原/生成丟失的數(shù)據(jù)而不影響數(shù)據(jù)的可用性。至少須要3個(gè)或

以上的硬盤(pán)。適用于大數(shù)據(jù)量的操作。成本稍高、儲(chǔ)存新強(qiáng)、牢靠性強(qiáng)的

陣列方式。

5心跳消息(HeartbeatMessage)

心跳消息(HeartbeatMessage)是一種發(fā)送源發(fā)送到接收方的消

息，這種消息可以讓接收方確定發(fā)送源是否以與何時(shí)出現(xiàn)故障或終止。

通常，心跳消息從發(fā)送源啟動(dòng)時(shí)起先發(fā)送，直到發(fā)送源關(guān)閉，期間發(fā)

送源會(huì)不間斷的發(fā)送周期性或重復(fù)消息。當(dāng)接收方在某個(gè)消息接收周期內(nèi)

未收到消息，接收方可能會(huì)認(rèn)為發(fā)送源已經(jīng)關(guān)閉、出現(xiàn)故障、或者當(dāng)前不

行用。心跳消息可能常被用于高可用性或容錯(cuò)處理的目的。

6雙機(jī)熱備(hotbackup)

6.1雙機(jī)熱備名詞說(shuō)明

從廣義上講，就是對(duì)于重要的服務(wù)，運(yùn)用兩臺(tái)服務(wù)器，相互備份，共

同執(zhí)行同一服務(wù)。當(dāng)一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，可以由另一臺(tái)服務(wù)器擔(dān)當(dāng)服

務(wù)任務(wù)，從而在不須要人工干預(yù)的狀況下，自動(dòng)保證系統(tǒng)能持續(xù)供應(yīng)服務(wù)。

雙機(jī)熱備由備用的服務(wù)器解決了在主服務(wù)器故障時(shí)服務(wù)不中斷的問(wèn)題。但

在實(shí)際應(yīng)用中，可能會(huì)出現(xiàn)多臺(tái)服務(wù)器的狀況，即服務(wù)器集群。雙機(jī)熱

備一般狀況下須要有共享的存儲(chǔ)設(shè)備。但某些狀況下也可以運(yùn)用兩臺(tái)獨(dú)立

的服務(wù)器。實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備，須要通過(guò)專業(yè)的集群軟件或雙機(jī)軟件。

從狹義上講，雙機(jī)熱備特指基于active/standby方式的服務(wù)器熱備。

服務(wù)器數(shù)據(jù)包括數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)同時(shí)往兩臺(tái)或多臺(tái)服務(wù)器寫(xiě)，或者運(yùn)用一個(gè)共

享的存儲(chǔ)設(shè)備。在同一時(shí)間內(nèi)只有一臺(tái)服務(wù)器運(yùn)行。當(dāng)其中運(yùn)行著的一臺(tái)

服務(wù)器出現(xiàn)故障無(wú)法啟動(dòng)時(shí)，另一臺(tái)備份服務(wù)器會(huì)通過(guò)軟件診測(cè)（一般是

通過(guò)心跳診斷）將standby機(jī)器激活，保證應(yīng)用在短時(shí)間內(nèi)完全復(fù)原正常

運(yùn)用。

6.2運(yùn)用雙機(jī)熱備的緣由

為了使軟硬件系統(tǒng)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，雙機(jī)熱備一般能做到以下功能：對(duì)操作

系統(tǒng)的檢測(cè)、對(duì)網(wǎng)絡(luò)的檢測(cè)功能、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的檢測(cè)功能、用戶特有程序的

熱備、第三方軟件編程實(shí)力，雙機(jī)熱備軟件，一旦檢測(cè)到故障后會(huì)自動(dòng)切換

到備用服務(wù)器，從而實(shí)現(xiàn)不停機(jī)服務(wù)。

詳解如下：

服務(wù)器的故障可能由各種緣由引起，如設(shè)備故障、操作系統(tǒng)故障、軟

件系統(tǒng)故障等等。一般地講，在技術(shù)人員在現(xiàn)場(chǎng)的狀況下，復(fù)原服務(wù)器正

常可能須要至少5分鐘、幾小時(shí)甚至幾天。從實(shí)際閱歷上看，除非是簡(jiǎn)潔

地重啟服務(wù)器（可能隱患仍舊存在），否則往往須耍幾個(gè)小時(shí)以上。而假

如技術(shù)人員不在現(xiàn)場(chǎng)，則復(fù)原服務(wù)的時(shí)間就更長(zhǎng)了。

而對(duì)于一些重要系統(tǒng)而言，用戶是很難忍受這樣長(zhǎng)時(shí)間的服務(wù)中斷

的。因此，就須要通過(guò)雙機(jī)熱備，來(lái)避開(kāi)長(zhǎng)時(shí)間的服務(wù)中斷，保證系統(tǒng)長(zhǎng)

期、牢靠的服務(wù)。

確定是否運(yùn)用雙機(jī)熱備，正確的方法是要分析一下系統(tǒng)的重要性以與

對(duì)服務(wù)中斷的容忍程度，以此確定是否運(yùn)用雙機(jī)熱備。即，你的用戶能容

忍多長(zhǎng)時(shí)間復(fù)原服務(wù)，假如服務(wù)不能復(fù)原會(huì)造成多大的影響。

在考慮雙機(jī)熱備時(shí)，須要留意，一般意義上的雙機(jī)熱備都會(huì)有一個(gè)切

換過(guò)程，這個(gè)切換過(guò)程可能是一分鐘左右。在切換過(guò)程中，服務(wù)是有可能

短時(shí)間中斷的。但是，當(dāng)切換完成后，服務(wù)將正常復(fù)原。因此，雙機(jī)熱備

不是無(wú)縫、不中斷的，但它能夠保證在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時(shí)，能夠很快復(fù)原正

常的服務(wù)，業(yè)務(wù)不致受到影響。而假如沒(méi)有雙機(jī)熱備，則一旦出現(xiàn)服務(wù)器

故障，可能會(huì)出現(xiàn)幾個(gè)小時(shí)的服務(wù)中斷，對(duì)業(yè)務(wù)的影響就可能會(huì)很?chē)?yán)峻。

另有一點(diǎn)須要強(qiáng)調(diào)，即服務(wù)器的故障與交換機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備的故障不同，

其概念要高得多。緣由在于服務(wù)器是比交換機(jī)、存儲(chǔ)設(shè)備困難得多的設(shè)備,

同時(shí)也是既包括硬件、也包括操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件系統(tǒng)的困難系統(tǒng)。不僅

設(shè)備故障可能引起服務(wù)中斷，而且軟件方面的問(wèn)題也可能導(dǎo)致服務(wù)器不能

正常工作。

還應(yīng)指出的是，一些其他的防護(hù)措施如磁盤(pán)陣列(RAID)、數(shù)據(jù)備份

雖然是特別重要的，但卻不能代替雙機(jī)熱備的作用。

6.33雙機(jī)主從、互備、多點(diǎn)集群

主從模式是最標(biāo)準(zhǔn)、最簡(jiǎn)潔的雙機(jī)熱備，即是目前通常所說(shuō)的

active/standby方式。它運(yùn)用兩臺(tái)服務(wù)器，一臺(tái)作為主服務(wù)器(Active),

運(yùn)行應(yīng)用系統(tǒng)來(lái)供應(yīng)服務(wù)。另一臺(tái)作為備機(jī)，安裝完全一樣的應(yīng)用系統(tǒng),

但處于待機(jī)狀態(tài)(Standby)。當(dāng)active服務(wù)器出現(xiàn)故障的時(shí)候，通過(guò)軟件

診測(cè)(一般是通過(guò)心跳診斷)將standby機(jī)器激活，保證應(yīng)用在短時(shí)間內(nèi)

完全復(fù)原正常運(yùn)用。

雙機(jī)互備，在雙機(jī)熱備的基礎(chǔ)上，兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的應(yīng)用在兩臺(tái)機(jī)器同

時(shí)運(yùn)行，但彼此均設(shè)為備機(jī)，當(dāng)某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，另一臺(tái)服務(wù)器

可以在短時(shí)間內(nèi)將故障服務(wù)器的應(yīng)用接管過(guò)來(lái)，從而保證了應(yīng)用的持續(xù)

性。這種方式事實(shí)上是雙機(jī)熱備的一種應(yīng)用。它避開(kāi)了兩個(gè)應(yīng)用運(yùn)用四臺(tái)

服務(wù)器分別實(shí)現(xiàn)雙機(jī)熱備。

但雙機(jī)互備存在著性能瓶頸，即假如進(jìn)行切換后，在一臺(tái)服務(wù)器上就

有同時(shí)運(yùn)行兩個(gè)應(yīng)用，有可能負(fù)載過(guò)大。并且，有些狀況下會(huì)有不止兩臺(tái)

服務(wù)器對(duì)外供應(yīng)服務(wù)。在這種狀況上，多點(diǎn)集群就顯示出了其必要性。

多點(diǎn)集群可以理解為雙機(jī)熱備在技術(shù)上的提升。多機(jī)服務(wù)器可以組成

一個(gè)集群。依據(jù)應(yīng)用的實(shí)際狀況，可以敏捷地在這些服務(wù)器上進(jìn)行部署，

同時(shí)可以敏捷地設(shè)置接管策略。比如，可以由一臺(tái)服務(wù)器作為其他全部服

務(wù)器的備機(jī)，也可以設(shè)置多重的接管關(guān)系，等等。這樣，就可以充分地利

用服務(wù)器的資源，同時(shí)保證系統(tǒng)的高可用性。

6.4常見(jiàn)部署

6.4.1雙主機(jī)共享陳設(shè)浮動(dòng)IP

微軟Sqlserver集群(MSCS群集)，oralceOFS(OracleFailSafe),

ServHA等，下面以ServH來(lái)說(shuō)原理

ServHA為運(yùn)行在Windows

平臺(tái)和Linux平臺(tái)上的雙機(jī)集群產(chǎn)

品，其負(fù)責(zé)管理2臺(tái)主機(jī)運(yùn)行各自

的應(yīng)用系統(tǒng)，當(dāng)主機(jī)或主機(jī)上的軟

件出現(xiàn)故障時(shí)，不需人工干預(yù)，雙

機(jī)集群中另外主機(jī)通過(guò)心跳線路，

可以檢測(cè)出該故障主機(jī)，精確、快

速地將原主機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)移交到另ilO

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一臺(tái)主機(jī)上接著運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)㈱2旨邰編到刪'即

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外服務(wù)的正常，為企事業(yè)機(jī)構(gòu)24小酶-嬲新詢

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時(shí)X365天的關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用供應(yīng)了

強(qiáng)大的保障。

ServHA雙機(jī)系統(tǒng)的兩臺(tái)服務(wù)器（主機(jī)）都與磁盤(pán)陣列（共享存儲(chǔ)）系

統(tǒng)連接，用戶的操作系統(tǒng)、應(yīng)用軟件和ServHA軟件分別安裝在兩臺(tái)主機(jī)

上，數(shù)據(jù)庫(kù)等共享數(shù)據(jù)存放在存儲(chǔ)系統(tǒng)上，兩臺(tái)主機(jī)之間通過(guò)私用（或公

用）網(wǎng)絡(luò)建立心跳連接。配置好的系統(tǒng)主機(jī)起先工作后，ServHA服務(wù)起

先監(jiān)控系統(tǒng)，通過(guò)心跳連接，每臺(tái)主機(jī)上的ServHA服務(wù)都可監(jiān)控另一臺(tái)

主機(jī)的狀態(tài)。當(dāng)工作主機(jī)發(fā)生故障時(shí)，心跳信息就會(huì)產(chǎn)生變更，這種變更

可以通過(guò)心跳連接被ServHA服務(wù)捕獲。當(dāng)捕獲到這種變更后ServHA就

會(huì)限制系統(tǒng)進(jìn)行主機(jī)切換，即備份機(jī)啟動(dòng)和工作主機(jī)一樣的應(yīng)用程序接管

工作主機(jī)的工作（包括供應(yīng)TCP/IP網(wǎng)絡(luò)服務(wù)、存儲(chǔ)系統(tǒng)的存取等服務(wù)）

并進(jìn)行報(bào)警，提示管理人員對(duì)故障主機(jī)進(jìn)行修理。當(dāng)修理完畢后，可以依

據(jù)ServHA的設(shè)定自動(dòng)或手動(dòng)再切換回來(lái)，也可以不切換，此時(shí)修理好的

主機(jī)就作為備份機(jī)，雙機(jī)系統(tǒng)接著工作。

ServHA實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)功能的關(guān)鍵在于，對(duì)客戶端來(lái)說(shuō)主機(jī)是透亮的，

當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生錯(cuò)誤而進(jìn)行切換時(shí)，主機(jī)的切換在客戶端看來(lái)沒(méi)有變更，全部

基于主機(jī)的應(yīng)用都仍舊正常運(yùn)行。ServHA采納了IP漂移技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)此功

能。客戶端通過(guò)虛擬地址和工作主機(jī)通訊，無(wú)論系統(tǒng)是否發(fā)生切換，虛擬

地址始終指向工作主機(jī)。在進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)服務(wù)時(shí)，ServHA供應(yīng)一個(gè)邏輯的虛

擬地址，任何一個(gè)客戶端須要懇求服務(wù)時(shí)只須要運(yùn)用這個(gè)虛擬地址。正常

運(yùn)行時(shí)，虛擬地址與網(wǎng)絡(luò)服務(wù)由主服務(wù)器供應(yīng)。當(dāng)主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，

ServHA會(huì)將虛擬地址轉(zhuǎn)移到另外一臺(tái)服務(wù)器的網(wǎng)卡上，接著供應(yīng)網(wǎng)絡(luò)服

務(wù)。切換完成后，在客戶端看來(lái)系統(tǒng)并沒(méi)有出現(xiàn)故障，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)仍舊可以

運(yùn)用。除IP地址外,ServHA還可以供應(yīng)虛擬的計(jì)算機(jī)別名供客戶端訪問(wèn)。

對(duì)于數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)，當(dāng)有主服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí)，另外一臺(tái)服務(wù)器就會(huì)自動(dòng)接

管，同時(shí)啟動(dòng)數(shù)據(jù)庫(kù)和應(yīng)用程序，運(yùn)用戶數(shù)據(jù)庫(kù)可以正常操作

7負(fù)載均衡(LoadBalance)

7.1概念

網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡是一種動(dòng)態(tài)均衡技術(shù)，常見(jiàn)的實(shí)現(xiàn)方式是通過(guò)一些工

具實(shí)時(shí)地分析數(shù)據(jù)包，駕馭網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量狀況，把任務(wù)合理均衡地安

排出去。這種技術(shù)基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，供應(yīng)了一種擴(kuò)展服務(wù)器帶寬和增加

服務(wù)器吞吐量的廉價(jià)有效的方法，加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理實(shí)力，提高了網(wǎng)絡(luò)

的敏捷性和可用性。（對(duì)于數(shù)據(jù)流量過(guò)大的網(wǎng)絡(luò)中，往往單一設(shè)備無(wú)法擔(dān)

當(dāng)，須要多臺(tái)設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)分流，而負(fù)載均衡器就是用來(lái)將數(shù)據(jù)分流到多

臺(tái)設(shè)備的一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。）日常生活中到處都能看到“負(fù)載均衡”，一個(gè)超

市的收營(yíng)員高峰期只能服務(wù)1。位顧客，當(dāng)做活動(dòng)時(shí)有20位顧客須要服

務(wù)的話可能就會(huì)排長(zhǎng)隊(duì)，這樣購(gòu)物體驗(yàn)將會(huì)很差（就像客戶埋怨系統(tǒng)/網(wǎng)

站訪問(wèn)太慢）。最簡(jiǎn)潔的方法就是再招個(gè)營(yíng)業(yè)員，重新開(kāi)通一個(gè)出口。負(fù)

載均衡的核心就是“分?jǐn)倝毫Α薄?/p>

7.2負(fù)載均衡系統(tǒng)

負(fù)載均衡系統(tǒng)：負(fù)載均衡又有DNS負(fù)載均衡（比較常用）、IP負(fù)載

均衡、反向代理負(fù)載均衡等，也就是在集群中有服務(wù)器A、B、C,它們都

是互不影響，互不相干的，任何一臺(tái)的機(jī)器宕了，都不會(huì)影響其他機(jī)器的

運(yùn)行，當(dāng)用戶來(lái)一個(gè)懇求，有負(fù)載均衡器的算法確定由哪臺(tái)機(jī)器來(lái)處理，

假如你的算法是采納round算法，有用戶a、b、c,那么分別由服務(wù)器A、

B、C來(lái)處理

7.3Haproxy介紹

haproxy是一個(gè)基于TCP\反向代理的高可用性負(fù)載均衡器，詳

細(xì)以下特點(diǎn)：

支持對(duì)cookie、頭的添加/修改/刪除；基于cookie可客戶端對(duì)

同一服務(wù)器的持繼懇求；有將檢測(cè)失敗的服務(wù)器從服務(wù)群中排去和檢測(cè)勝

利后將服務(wù)器再加到服務(wù)群中的實(shí)力；可設(shè)定服務(wù)器的權(quán)重；還具有簡(jiǎn)潔

TCP服務(wù)器負(fù)載實(shí)力；

用戶

應(yīng)用實(shí)例如圖：

正常狀況由haproxy完成對(duì)兩臺(tái)服務(wù)器的懇求分發(fā)，

由于有服務(wù)器狀態(tài)檢查，所以在真實(shí)服務(wù)器只有還有一臺(tái)服務(wù)器工

作，客戶端也不會(huì)感知。

7.4F5交換機(jī)

F5BIG-IP用作負(fù)載均衡器的主要功能:

①、F5BIG-IP供應(yīng)12種敏捷的算法將全部流量均衡的安排到各

個(gè)服務(wù)器，而面對(duì)用戶，只是一臺(tái)虛擬服務(wù)器。

②、F5BIG-IP可以確認(rèn)應(yīng)用程序能否對(duì)懇求返回對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。假

如F5BIG-IP后面的某一臺(tái)服務(wù)器發(fā)生服務(wù)停止、死機(jī)等故障，F(xiàn)5會(huì)檢

查出來(lái)并將該服務(wù)器標(biāo)識(shí)為宕機(jī)，從而不將用戶的訪問(wèn)懇求傳送到該臺(tái)發(fā)

生故障的服務(wù)器上。這樣，只要其它的服務(wù)器正常，用戶的訪問(wèn)就不會(huì)受

到影響。宕機(jī)一旦修復(fù)，F(xiàn)5BIG-IP就會(huì)自動(dòng)查證應(yīng)用已能對(duì)客戶懇求作

出正確響應(yīng)并復(fù)原向該服務(wù)器傳送。

③、F5BIG-IP具有動(dòng)態(tài)Session的會(huì)話保持功能。

④、F5BIG-IP的iRules功能可以做內(nèi)容過(guò)濾，依據(jù)不同的域

名、URL,將訪問(wèn)懇求傳送到不同的服務(wù)器。

8什么是高可用HA(HighAvailability)“腦裂"

在涉與到高可用性時(shí)，常常會(huì)聽(tīng)到”腦裂“，究竟啥是"腦裂"？

一句話：當(dāng)兩(多)個(gè)節(jié)點(diǎn)同時(shí)認(rèn)為自已是唯一處于活動(dòng)狀態(tài)的服

務(wù)器從而出現(xiàn)爭(zhēng)用資源的狀況，這種爭(zhēng)用資源的場(chǎng)景即是所謂的“腦裂”

(split-brain)或”區(qū)間集群“(

HeartBeat原理:

HeartBeat運(yùn)行于備用主機(jī)上的Heartbeat可以通過(guò)以太網(wǎng)連接

檢測(cè)主服務(wù)器的運(yùn)行狀態(tài)，一旦其無(wú)法檢測(cè)到主服務(wù)器的“心跳”則自動(dòng)接

管主服務(wù)器的資源。通常狀況下，主、備服務(wù)器間的心跳連接是一個(gè)獨(dú)立

的物理連接，這個(gè)連接可以是串行線纜、一個(gè)由“交叉線”實(shí)現(xiàn)的以太網(wǎng)連

接。Heartbeat甚至可同時(shí)通過(guò)多個(gè)物理連接檢測(cè)主服務(wù)器的工作狀態(tài)，

而其只耍能通過(guò)其中一個(gè)連接收到主服務(wù)器處于活動(dòng)狀態(tài)的信息，就會(huì)認(rèn)

為主服務(wù)器處于正常狀態(tài)。從實(shí)踐閱歷的角度來(lái)說(shuō)，建議為Heartbeat

配置多條獨(dú)立的物理連接，以避開(kāi)Heartbeat通信線路本身存在單點(diǎn)故

障。

在“雙機(jī)熱備”高可用(HA)系統(tǒng)中，當(dāng)聯(lián)系2個(gè)節(jié)點(diǎn)的“心跳線”

斷開(kāi)時(shí)，原來(lái)為一整體、動(dòng)作協(xié)調(diào)的HA系統(tǒng)，就分裂成為2個(gè)獨(dú)立的個(gè)

體。由于相互失去了聯(lián)系，都以為是對(duì)方出了故障，2個(gè)節(jié)點(diǎn)上的HA軟

件像“裂腦人”一樣，“本能”地爭(zhēng)搶“共享資源”、爭(zhēng)起“應(yīng)用服務(wù)”，

就會(huì)發(fā)生嚴(yán)峻后果：或者共享資源被瓜分、2邊“服務(wù)”都起不來(lái)了；或

者2邊“服務(wù)”都起來(lái)了，但同時(shí)讀寫(xiě)“共享存儲(chǔ)”，導(dǎo)致數(shù)據(jù)損壞(常

見(jiàn)如數(shù)據(jù)庫(kù)輪詢著的聯(lián)機(jī)日志出錯(cuò))。

運(yùn)行于備用主機(jī)上的Heartbeat可以通過(guò)以太網(wǎng)連接檢測(cè)主服務(wù)器

的運(yùn)行狀態(tài)，一旦其無(wú)法檢測(cè)到主服務(wù)器的“心跳”則自動(dòng)接管主服務(wù)器

的資源。通常狀況下，主、備服務(wù)器間的心跳連接是一個(gè)獨(dú)立的物理連接,

這個(gè)連接可以是串行線纜、一個(gè)由“交叉線”實(shí)現(xiàn)的以太網(wǎng)連接。Heartbeat

甚至可同時(shí)通過(guò)多個(gè)物理連接檢測(cè)主服務(wù)器的工作狀態(tài)，而其只要能通過(guò)

其中一個(gè)連接收到主服務(wù)器處于活動(dòng)狀態(tài)的信息，就會(huì)認(rèn)為主服務(wù)器處于

正常狀態(tài)。從實(shí)踐閱歷的角度來(lái)說(shuō)，建議為Heartbeat配置多條獨(dú)立的物

理連接，以避開(kāi)Heartbeat通信線路本身存在單點(diǎn)故障。

1、串行電纜：被認(rèn)為是比以太網(wǎng)連接平安性稍好些的連接方式，

因?yàn)閔acker無(wú)法通過(guò)串行連接運(yùn)行諸如telnet、ssh或rsh類的程序，

從而可以降低其通過(guò)已劫持的服務(wù)器再次侵入備份服務(wù)器的幾率。但串行

線纜受限于可用長(zhǎng)度，因此主、備服務(wù)器的距離必需特別短。

2、以太網(wǎng)連接：運(yùn)用此方式可以消退串行線纜的在長(zhǎng)度方面限制,

并且可以通過(guò)此連接在主備服務(wù)器間同步文件系統(tǒng)，從而削減了從正常通

信連接帶寬的占用。

基于冗余的角度考慮，應(yīng)當(dāng)在主、備服務(wù)器運(yùn)用兩個(gè)物理連接傳輸

heartbeat的限制信息；這樣可以避開(kāi)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)或線纜故障時(shí)導(dǎo)致兩個(gè)

節(jié)點(diǎn)同時(shí)認(rèn)為自已是唯一處于活動(dòng)狀態(tài)的服務(wù)器從而出現(xiàn)爭(zhēng)用資源的狀

況，這種爭(zhēng)用資源的場(chǎng)景即是所謂的“腦裂”(split-brain)或“partitioned

cluster"o在兩個(gè)節(jié)點(diǎn)共享同一個(gè)物理設(shè)備資源的狀況下，腦裂會(huì)產(chǎn)生相

當(dāng)可怕的后果。

為了避開(kāi)出現(xiàn)腦裂，可采納下面的預(yù)防措施：

添加冗余的心跳線，例如雙線條線。盡量削減“裂腦”發(fā)朝氣會(huì)。

啟用磁盤(pán)鎖。正在服務(wù)一方鎖住共享磁盤(pán)，“裂腦”發(fā)生時(shí)，讓對(duì)

方完全“搶不走”共享磁盤(pán)資源。但運(yùn)用鎖磁盤(pán)也會(huì)有一個(gè)不小的問(wèn)題，

假如占用共享盤(pán)的一方不主動(dòng)“解鎖”，另一方就恒久得不到共享磁盤(pán)。

現(xiàn)實(shí)中假如服務(wù)節(jié)點(diǎn)突然死機(jī)或崩潰，就不行能執(zhí)行解鎖吩咐。后備節(jié)點(diǎn)

也就接管不了共享資源和應(yīng)用服務(wù)。于是有人在HA中設(shè)計(jì)了“智能”鎖。

即，正在服務(wù)的一方只在發(fā)覺(jué)心跳線全部斷開(kāi)（察覺(jué)不到對(duì)端）時(shí)才啟用

磁盤(pán)鎖。平常就不上鎖了。

設(shè)置仲裁機(jī)制。例如設(shè)置參考IP（如網(wǎng)關(guān)IP）,當(dāng)心跳線完全斷開(kāi)

時(shí)，2個(gè)節(jié)點(diǎn)都各自ping一下參考IP,不通則表明斷點(diǎn)就出在本端，不

僅“心跳”、還兼對(duì)外“服務(wù)”的本端網(wǎng)絡(luò)鏈路斷了，即使啟動(dòng)（或接著）

應(yīng)用服務(wù)也沒(méi)有用了，那就主動(dòng)放棄競(jìng)爭(zhēng)，讓能夠ping通參考IP的一端

去起服務(wù)。更保險(xiǎn)一些，Ping不通參考IP的一方干脆就自我重啟，以徹

底釋放有可能還占用著的那些共享資源。

9輪詢和推送模式

應(yīng)用系統(tǒng)信息交互過(guò)程通常是客戶端發(fā)出一個(gè)懇求，服務(wù)器端接收和審核

完懇求后進(jìn)行處理并返回結(jié)果給客戶端，然后客戶端將信息呈現(xiàn)出來(lái)，這

種機(jī)制對(duì)于信息變更不是特殊常見(jiàn)的應(yīng)用尚能相安無(wú)事，但是對(duì)于那些實(shí)

時(shí)要求比較高的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，比如說(shuō)在線嬉戲、在線證券、設(shè)備監(jiān)控、新聞

在線播報(bào)、RSS訂閱推送等等，當(dāng)客戶端打算呈現(xiàn)這些信息的時(shí)候，這

些信息在服務(wù)器端可能已經(jīng)過(guò)時(shí)了。所以保持客戶端和服務(wù)器端的信息與

時(shí)更新是應(yīng)用的關(guān)鍵要素，開(kāi)發(fā)人員想實(shí)現(xiàn)與時(shí)更新信息的功能，其中最

常用的就是輪詢和推送技術(shù)，

輪詢模式：由客戶端定時(shí)向服務(wù)器查詢，流程為：假如設(shè)定這客戶

端每2秒輪詢一次，那么客戶端每2秒就會(huì)發(fā)送一次懇求，相應(yīng)的服務(wù)器

端每2秒就要響應(yīng)這個(gè)客戶端的一次懇求。而事實(shí)上服務(wù)器端可能1秒鐘

后就有更新，也可能1分鐘后才有更新。對(duì)于1秒鐘就有更新的，客戶端

至少會(huì)有1秒鐘的延時(shí)；而1分鐘后才有更新的，只有最終一次查詢有意

義，這一分鐘內(nèi)的輪詢其實(shí)都是沒(méi)有必要的，服務(wù)器端和客戶端均有資源

的奢侈，本方式取的過(guò)程中假如網(wǎng)絡(luò)故障，客戶端重新查詢就可以，編程

實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)潔。

推送模式：服務(wù)器假如有信息，立刻主動(dòng)給客戶端發(fā)送，流程為：

客戶端發(fā)送一次懇求后立刻掛起等待服務(wù)器端響應(yīng)，可能1秒，也可能

1。秒鐘，也可能1分鐘。假如服務(wù)器端是1秒就有更新，那么到1秒鐘

時(shí)客戶端立刻就收到更新了，假如是1分鐘才有更新，那么整個(gè)一分鐘客

戶端也只懇求一次，服務(wù)器也只會(huì)相應(yīng)一次，這個(gè)跟輪詢的區(qū)分是不是已

經(jīng)很清晰了，本方法：假如推的過(guò)程中由于網(wǎng)絡(luò)的緣由失敗，服務(wù)端要進(jìn)

行重發(fā)考慮的處理，實(shí)現(xiàn)過(guò)程中關(guān)注的問(wèn)提多，編程實(shí)現(xiàn)困難

10短連接和長(zhǎng)連接的區(qū)分

首先介紹下短鏈接和長(zhǎng)連接的區(qū)分：

短連接

連接。傳輸數(shù)據(jù)->關(guān)閉連接

比如是無(wú)狀態(tài)的的短鏈接，閱讀器和服務(wù)器每進(jìn)行一次操作，就

建立一次連接，但任務(wù)結(jié)束就中斷連接。

也可以這樣說(shuō)：短連接是指SOCKET連接后，發(fā)送接收完數(shù)據(jù)后立刻斷

開(kāi)連接。

因?yàn)檫B接后接收了數(shù)據(jù)就斷開(kāi)了，所以每次數(shù)據(jù)接受處理不會(huì)有聯(lián)系。

長(zhǎng)連接

連接->傳輸數(shù)據(jù)->保持連接->傳輸數(shù)據(jù)。......。直到一方關(guān)閉連

接，多是客戶端關(guān)閉連接。

長(zhǎng)連接指建立SOCKET連接后不管是否運(yùn)用都保持連接，但平安性較差。

什么時(shí)候用長(zhǎng)連接，短連接？

長(zhǎng)連接多用于操作頻繁，點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的通訊，而且連接數(shù)不能太多狀