什么是双机热备和集群

双机热备，就是将服务器安装成互为备份的两台服务器，并且在同一时间内只有一台服务器运行。当其中运行着的一台服务器出现故障无法启动时，另一台备份服务器会迅速的自动启动并运行(一般为2分钟左右)，从而保证整个网络系统的正常运行！双机热备的工作机制实际上是为整个网络系统的中心服务器提供了一种故障自动恢复能力。 集群是由两台或多台节点机（服务器）构成的一种松散耦合的计算节点集合，为用户提供网络服务或应用程序(包括数据库、Web服务和文件服务等)的单一客户视图，同时提供接近容错机的故障恢复能力。集群系统一般通过两台或多台节点服务器系统通过相应的硬件及软件互连，每个群集节点都是运行其自己进程的独立服务器。这些进程可以彼此通信，对网络客户机来说就像是形成了一个单一系统，协同起来向用户提供应用程序、系统资源和数据。除了作为单一系统提供服务，集群系统还具有恢复服务器级故障的能力。集群系统还可通过在集群中继续增加服务器的方式，从内部增加服务器的处理能力，并通过系统级的冗余提供固有的可靠性和可用性。

双机热备指的是使用2台服务器，通过双机热备软件（HA）来监控应用程序的运行状态，当发现网络、硬盘或系统等原因造成主服务器上运行的应用程序无法正常运行时，会自动将主服务器上的应用程序停止将磁盘资源和虚拟IP资源释放并切换到备用服务器启动相关资源和应用程序。双机热备对于某一个应用程序只能工作在active-standby方式，无法实现集群并行工作，除非是有多个应用人为分配在这2台服务器上，使这2台服务器分别对各自被分配到的应用作为主服务器（Active）。实现双机热备至少需要2台服务器（最好是双网卡）、共享磁盘阵列（如果不采用共享磁盘阵列需双机热备软件支持数据同步复制）、双机热备软件。双机热备主要是针对应用而言。RAID是通过某种算法将多块物理磁盘组成逻辑上的一块磁盘，从而实现大容量、安全性（冗余）、高速度等需求（不同RAID级别的特点不同）。对于数据库冷热备份，你是否指的是数据库数据的备份？冷备是指需要停止数据库后才可以进行数据备份，热备指的是通过SnapShot（快照）技术实现对数据库的在线数据备份。

冷备份，是应用等处于非运行状态，对数据进行备份。优点就是不用担心联网状态下被勒索病毒等加密，可以保证数据的绝对安全。
热备份，是应用还在运行，对数据进行备份。优点是备份时不影响应用的运行，并且当应用出问题的时候，能够快速切换到灾备一体机，保障业务的连续。
冷备份和热备份并没有孰优孰劣，根据数据安全的要求选择，也可以组合使用。

双机热备 共享存储方式什么是双机热备
双机热备包括广义与狭义两种。
从广义上讲，就是服务器高可用应用的另一种说法，英译为：high available，而我们通常所说的热备是根据意译而来，同属于高可用范畴，而双机热备只限定了高可用中的两台服务器。热备软件是用来解决一种不可避免的计划和非计划系统宕机问题的软件解决方案，当然也有硬件的。是构筑高可有集群系统的基础软件，对于任何导致系统宕机或服务中断的故障，都会触发软件流程来进行错误判定、故障隔离、以及通地联机恢复来继续执行被中断的服务。在这个过程中，用户只需要经受一定程度可接受的时延，而能够在最短的时间内恢复服务。
从狭义上讲，双机热备特指基于高可用系统中的两台服务器的热备（或高可用），因两机高可用在国内使用较多，故得名双机热备，双机高可用按工作中的切换方式分为：主-备方式（Active-Standby方式）和双主机方式（Active-Active方式），主-备方式即指的是一台服务器处于某种业务的激活状态（即Active状态），另一台服务器处于该业务的备用状态（即Standby状态)。而双主机方式即指两种不同业务分别在两台服务器上互为主备状态（即Active-Standby和Standby-Active状态）。
注：Active-Standby的状态指的是某种应用或业务的状态，并非指的是服务器状态。
组成双机热备的方案主要有两种方式：
1、基于共享存储（磁盘阵列）的方式：
共享存储方式主要通过磁盘阵列提供切换后，对数据完整性和连续性的保障。用户数据一般会放在磁盘阵列上，当主机宕机后，备机继续从磁盘阵列上取得原有数据。如下图所示。
这种方式因为使用一台存储设备，往往被业内人士称为磁盘单点故障。但一般来讲存储的安全性较高。所以如果忽略存储设备故障的情况下，这种方式也是业内采用最多的热备方式。
2、基于数据复制的方式：
这种方式主要利用数据的同步方式，保证主备服务器的数据一致性。
数据同步方式
基本于数据复制的方式有多种方法，其性能和安全也不尽相同，其主要方法有以下几种：
A、单纯的文件方式的考贝不适用于数据库等应用，因为打开的文件是不能被复制的，如果要复制必须将数据库关闭，这显然是不可以的。以文件方式的复制主要适用于WEB页的更新，FTP上传应用，对主备机数据完整性，连续性要求不高的情况下使用。
B、利用数据库所带有复制功能，比如SQLServer2000或2005所带的定阅复制，这种方式用户要根据自己的应用小心使用，原因主要是：
（1）SQLServer的定阅复制会在用户表上增加字段，对那些应用软件编程要求较高，如果在应用软件端书写时未明确指定字段的用户，而使用此功能会造成应用程序无法正常工作。
（2）数据滞留，这个限制怕也是最要命的，因为SQLServer在数据传输过程中数据并非实时的到达主备机，而是数据先写到主机，再写到备机，如此一来，备机的数据往往来不及更新，此时如果发生切换，备机的数据将不完整，也不连续，如果用户发现已写入的数据在备机找不到，重新写入的话，则主机修复后，就会发生主备机数据严重冲突，数据库会乱掉。
（3）复杂应用切莫使用定阅复制来做双机热备，包括数据结构中存储过程的处理，触发器和序列，一旦发生冲突，修改起来非常麻烦。
（4）服务器性能降低，对于大一点的数据库，SQLServer2000或2005所带的定阅复制会造成服务器数据库运行缓慢。
总之SQLServer2000或2005所带的定阅复制主要还是应用于数据快照服务，切莫用他来做双机热备中的数据同步。
C：硬盘数据拦截，目前国际国内，比较成熟的双机热备软件通常会使用硬盘数据拦截的技术，通常称为镜像软件即Mirror软件，这种技术当前已非常成熟，拦截的方式也不尽相同。
（1）分区拦截技术，以Pluswell热备份产品为例，他采用的是一种分区硬盘扇区拦截的技术，通过驱动级的拦截方式，将数据写往硬盘的数据提取，并着先写到备用服务器，以保证备用服务器的数据最新，然后再将数据回写到主机硬盘。这种方式将绝对保证，主备机数据库的数据完全一致，无论发生哪种切换，都能保证数据库的完整性与连续性。由于采用分区拦截技术，所以用户可以根据需要在一块硬盘上划分适合大小的分区来完成数据同步工作。
（2）硬盘拦截技术，以Symantec的Co-Standby为例，也是一种有效的硬盘拦截软件，他的拦截主要基于一整块硬盘，往往在硬盘初始化时需要消耗大量的时间。
双机热备中需要指出的几个概念：
1、双机热备的工作原理即：故障隔离，简单的讲，高可用（热备）就是一种利用故障点转移的方式来保障业务连续性。其业务的恢复不是在原服务器，而是在备用服务器。热备不具有修复故障服务器的功能，而只是将故障隔离。
2、Active-Active方式指的是业务方式而不是服务器状态，如果是同一种应用是不能完成Active-Active方式的。例如热备的两台服务器都是sqlserver数据库，那也是指的不同的数据库实例。相同的数据库实例是不可能在热备这一级实现Active-Active方式。简单的讲Active-Active方式就是两个Active-Standby方式分别运行于两台服务器上的。
3、故障检测：故障检测是双机热备的任务，不同的双机检测点的多少决定了双机热备软件在功能和性能上的优劣，并不是所有的软件都具有相同的检测功能，以PlusWell双机热备软件为例，其提供的是一种全系统检测能力，即检测分为系统级、应用级、网络级三个方面。系统级检测主要通过双机热备软件之间的心跳提供系统的检测功能，应用级提供用户应用程序、数据库等的检测功能，网络级的检测提供对网卡的检测及可选的对网络路径的检测功能，因此称为全故障检测能力。
4、服务器资源，双机热备的资源指某种业务运行过程中所依赖的最小的关联服务，不同的双机软件所提供的资源多少也不相同，当然提供的可切换资源越多，软件应用的范围也越广，在双机热备中提到的服务器资源主要包括，可切换的网络IP资源、计算机名、磁盘卷资源、服务器进程等。
5、双机热备的切换，双机热备的切换一般分为手动切换和故障切换，即计划性切换（即人为切换）和非计划性切换（即故障切换）。需要大家注意的是并不是所有资源都具有可切换性，以PlusWell热备份软件为例他提供了：（1）本地资源监控，即不可切换的资源，（2）普通资源，即可以在主备机切换的资源。（3）快速资源，指的是快速切换的资源，
一般情况下的双机切换时间为1-5分钟，而快速切换的时间为3-5秒种。用户应根据自己的需求及业务特点来选择相关的切换服务，从价格成本上来说，切换的时间越短费用也越高。
6、热备份与备份的概念区别，热备份指的是：high available即高可用，而备份指的是Backup，即数据备份的一种，这是两种不同的概念，应对的产品也是两种功能上完全不同的产品。热备份主要保障业务的连续性，实现的方法是故障点的转移，而备份，主要目的是为了防止数据丢失，而做的一份考贝，所以备份强调的是数据恢复而不是应用的故障转移。

企业数据库热备份解决方案提出的背景
随着电子化进程的飞速发展和信息技术的广泛应用，数据越来越成为企业、事业单位日常运作中不可缺少的部分和领导决策的依据。但是，计算机的使用有时也会给人们带来烦恼，那就是计算机数据非常容易丢失和遭到破坏。有专业机构的研究数据表明：丢失300MB的数据对于市场营销部门就意味着13万元人民币的损失，对财务部门意味着16万的损失，对工程部门来说损失可达80万。而丢失的关键数据如果15天内仍得不到恢复，企业就有可能被淘汰出局。随着计算机系统越来越成为企业不可或缺的数据载体，如何利用数据备份来保证数据安全也成为我们迫切需要研究的一个课题。
数据遭到破坏，有可能是人为的因素，也可能是由于各种不可预测的因素，主要包括以下几个方面：
（1）计算机硬件故障。计算机是一个机器，其硬件是整个系统的基础。由于使用不当或者计算机产品质量不佳、配件老化等原因，计算机的硬件可能被损坏而不能使用。例如，硬盘的磁道损坏。
（2）计算机软件系统的不稳定。由于用户使用不当或者系统的可靠性不稳定等原因，计算机软件系统有可能瘫痪，无法使用。
（3）误 *** 作。这是人为的事故，不可能完全避免。例如，在使用DELETE句的时候，不小心删除了有用的数据。
（4）破坏性病毒。病毒是系统可能遭到破坏的一个非常重要的原因。随着信息技术的发展，各种病毒也随之泛滥。现在，病毒不仅仅能破坏软件系统，还可能破坏计算机的硬件系统，例如当前流行的每月26日发作的CIH病毒，就是一个典型的破坏计算机硬件系统的病毒。
（5）自然灾害，例如大火、洪水、地震等。这是一种人力几乎无法抗拒的原因。
也许有人想象不到，一场小小的机房火灾，就可能使一个跨国企业的的信息系统全部坍塌。全球数十个生产中心的采购数据，数万个供应商和分销商的订单，几十亿元的存货信息，十几万员工的的全年工作计划，都可能在一分钟内就化为乌有。因此，以往只有银行和电信商等财务数据密集型的企业才使用的数据安全体系，正越来越成为各类企业不得不未雨绸缪采取的预防措施。
目前，国际上对电脑安全技术越来越重视，人们的安全意识越来越浓，体现在电脑安全技术的应用从个别的特殊行业发展到各行各业；从对电脑设备的重视发展到对核心数据的安全的重视，这已经是一个不可逆转的趋势。而企业的电脑应用已经非常广泛，而且深入到企业管理的各个环节，总经理查询系统、财务管理、人事管理、进销存物流管理等子系统的数据都存放在服务器的数据库中，实时性要求非常高，所以，服务器的备份、数据库的实时备份尤其必要和迫切。服务器的硬件备份方案很多，而且已经比较成熟，数据库的热备份软件国外有几种，国内还刚刚起步，“永思热备”数据库热备份软件就是在这种背景下，经过一年多的开发、测试，成功推向市场的。该软件填补了国内产品的空白，与国外同类产品相比，也有着不可比拟的优势。在此基础上，结合企业的业务特点和企业管理系统的数据处理特点，永思科技推出了企业数据库热备份解决方案，并迅速地进入应用，经受了实践的检验。
2． 企业的一般业务流程
由此，可以看出：企业的业务流程非常复杂，环节很多，因此企业管理系统的数据库的变化频率很快。
3． 企业管理系统的数据处理
现行财务管理系统基本上是采用前后台处理的模式。后台数据库一般采用MS-SQL、ORACLE、SYBASE等。人事管理、财务管理、物流管理等数据，都放在后台数据库中，各个业务流程对后台数据库的增加、修改。都非常频繁，而且，由于企业数据的特殊性，核心数据库一旦出现问题，将给企业带来不可估量的损失。所以，如何保证核心数据库的安全，是每一个企业面临的一个迫切的重要课题。
4． 企业数据库目前的备份方式的缺陷
目前企业数据库的备份主要有以下三个层次的方式：
（1） 定时拷贝
数据库服务器上存放所有数据，定时将数据库拷贝到一台机器的硬盘上，如果服务器数据库出现问题，将备份的数据库拷贝回去，覆盖服务器的数据库。这是最低层次的备份方式。它无法解决的问题是：
▲ 服务器死机或 *** 作系统出现问题
▲ 拷贝间隔时间内的实时数据必然无法恢复
▲ 数据库或表损坏，备份的数据库或表必然损坏
▲ 作备份时，所有工作站不能使用数据库，工作中断
（2） 服务器双机备份
两台服务器采用相同的配置，安装相同的 *** 作系统和数据库系统，定时将主服务器上的数据库备份到从服务器上，当主服务器无法正常工作时，启用从服务器顶替工作。这种备份方式无法解决的问题是：
▲ 拷贝间隔时间内的实时数据必然无法恢复
▲ 数据库或表损坏，备份的数据库有可能损坏
▲ 成本高，多买一台与主服务器相同的服务器
▲ 作备份时，所有工作站不能使用数据库，工作中断
（3） 服务器双机热备份
两台服务器采用相同的配置，安装相同的 *** 作系统和数据库系统，运用某种备份软件，实时将主服务器的数据备份到从服务器上，它的优点是：从服务器与主服务器数据实时同步，主服务器无法正常运行时，从服务器可以接替工作。但它也有缺陷：
▲ 成本高，多买一台与主服务器相同的服务器
▲ 数据库或表损坏，备份的数据库必然损坏
5． 热备份的必要性、重要性
从各种备份方式的比较中，可以看出，如果解决了目前热备份中存在的问题，那么这种改进后的热备份，将是最安全、最有效、最可靠的备份方式。
如果企业核心数据库出现问题，将影响到工作的各个环节，企业的损失是非常巨大的，影响更是无法估量的。这样，企业领导该承受多大的压力？电脑技术人员又该面临何等的压力？由于企业数据库的重要性、特殊性、实时性，选择最安全可靠的数据库备份方案是最明智的选择。
6． “永思热备”企业数据库热备份方案的构成和工作原理：
永思科技数据库热备份方案中，永思科技DataReal数据库热备份软件是核心，另外需要购买一台PC机，作数据库热备份的从站，永思科技DataReal数据库热备份软件的主站运行在主数据库服务器上，从站软件运行在作备份PC机上。
(1)拓扑结构：
（2）工作原理：
● 软件启动时，先对主数据库作一个全备份，主数据库有任何变化，软件会立即备份到从站上去，保证数据实时同步。
● 采用消息机制，只有当数据库及其中的表发生增加、修改、删除的 *** 作时，软件才做备份，而对于查询 *** 作，不做备份，保证了备份的效率。
● 采用文件备份，主数据库的变化，存放在从站上的一个文件中，不是直接以数据库存储。
● 当主服务器或主数据库出现问题，不能正常工作时，从站可以恢复数据，接替工作；如果主数据库或其中的表已损坏，从站会自动检测数据库，并提示需要回退的步数，以保证数据库完好。当 *** 作员确认后，系统恢复数据，数据库1个G，那么释放只需2--3分钟。完成后代替主服务器的工作，财务、人事、物流、业务等部门的工作马上接着进行，受影响的时间很短。
7． 永思热备企业版的特点、先进性
1）基于数据库级和文件级的备份。
2）在备份期间目标数据库可使用。
3）有数据库回退机制，可按步数回退，也可按时间点回退。
4）速度快，实时性强。
5）备份安全可靠，如主数据库文件遭病毒或磁盘损坏时，备份数据库可回退到损坏前的数据。
6）与数据库中表的结构无关，且无任何限制。
7）不对数据库中的应用作任何修改。
8）对备份线路要求低。
9）对主服务器无压力，系统采用消息机制，只有在数据库发生变化时才起动，只传数据库的变化部分，不同于文件考备，和数据表的轮询。
10）对数据库备份完整：如TABLES（表），DIAGRAMS（关系图），VIEWS（视图），STORED PROCE（存储过程），USERS（用户），ROLES（角色），RULES（规则），DEFAULTS（缺省），USER DEFINED（用户定义）等。
11）采用独特的加密方式，有效保证企业数据的安全。
12）从站可接管主站的IP、机器名，并接替主服务器的工作。
9．总结
“永思热备”数据库热备份软件凭借强大的技术优势，在一个多月的魔鬼测试中，击败国外同类型软件，成功打入香港市场。“永思热备”数据库热备份软件是一套在国际上同类产品中处于领先水平的专业软件，基于该软件推出的永思科技企业数据库热备份解决方案，能有效的防范风险，保证企业数据库的安全,而且成本低。采用这套方案后，企业领导、财务人员、业务人员都可以更加放心的工作，服务社会，取得更好的经济效益和社会效益。

参考资料：

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