企业网络系统信息服务的可用性

2013-12-12 10:21:31 电力信息化　点击量：评论 (0)

摘要：本文介绍了可用性与高可用性的基本概念，分析了网络系统可用服务设计的关键在于准确分析服务的可用性需求问题，通过网络信息系统服务可用性实例，对网络信息系统服务设计方法和应用技术进行了探讨。0、引言

2、高可用性网络系统信息服务的设计
2.1 设计高可用网络信息系统
网络信息系统具有高可用性现在采用的主要技术有 :
·用现有组件配置网络系统。
·确定最可能发生故障的系统组件。
·为已经确定为容易发生故障的组件安装、配置冗余组件 , 这样某一个组件出现故障另一个组件可以接管它。
系统组件,无论多么可靠,最终都会失效。增加冗余组件配置,能够自动替换,防止部件故障导致严重系统停机。系统能够自动替换故障组件,而不需要中断系统,等待手工替换。
2.2 主动组件和被动组件
冗余组件可能主动(系统正常运行过程中主动运行)或被动(存在,但在系统正常运行过程中不主动)。
被动冗余组件的成本较高 , 因为对应系统部件发生故障以前,这些冗余组件不起任何作用。某种意义上,被动冗余组件是防止对应系统组件出现故障的保单。大多数情况下,被动冗余组件与它对应的系统组件完全相同。对于多数应用,主动冗余组件可以降低高可用性的成本,因为它们在正常运行情况下 ( 当所有系统组件都正常运行时)执行有用操作。在目前的高可用系统中,主动冗余组件比被动冗余组件更常见,例如:
·输入/输出负载可以通过冗余磁盘之间的数据镜像来分担。
·到存储设备的数据传输可以通过多条路径均衡。
·冗余服务器可以运行其他应用实例 , 或者可以用于不太关键的应用 , 如数据开发或数据搜寻,如有必要这些应用可以中断。

·客户请求可以由多个网络来均衡。或者集群多个网络连接 , 在它们之间均衡高容量数据传输。
网络系统用户可以很快熟悉多个磁盘、输入/输出路径、服务器、和网络的性能级别。当带有主动冗余组件的系统发生某种故障时 , 系统性能必然会下降。当某个主动冗余组件发生故障时 , 它的功能必然由系统中的其他组件接管。结果是,新增工作负荷的组件性能势必下降。更进一步,如果某个新增工作负荷的组件也发生故障,那么新的故障的后果可能比最初故障的后果严重得多。因此,在设计有主动冗余组件的系统中 , 牺牲故障情况下系统的性能可以降低成本(或者从另一个角度来看,可以提高正常情况下系统的性能)。

2.3 使冗余组件发挥作用
高可用系统很大程度上依赖于监控系统组件的软件,并在必要时将功能切换到冗余组件。软件通过几种形式使计算机系统具有高可用性 :
·磁盘子系统固件和基于服务器的卷管理器 , 监控磁盘镜像并在故障发生时重新定向输入/输出数据流。
·运行在服务器端或智能存储设备上的多路径软件检测存储设备的故障 , 并响应和重定向输入/输出请求到预备路径。
·故障冗余管理软件监控应用,如果同一服务器或其他服务器上的应用不能响应时则重新启动。
·网络软件堆枝检测到远端计算机的响应故障时,输入/输出请求将被重定向到备用网络路径。
·网络交换机和路由器相互监控,当检测到故障时,会将流量自动路由到备用路径。
冗余组件是高可用网络系统的必要条件 , 但需要现有的某些最复杂的软件才能使冗余组件发挥作用。当然 , 软件本身也可能出现故障。在设计使网络系统具有高可用性的软件时 , 最大的挑战就是让软件能够容忍或恢复自身的故障。实施高可用网络系统成本很高 , 但如果企业愿意接受以下几点 , 可以在一定程度上降低高可用性的成本 :
·防止发生较小故障和灾难。所谓的 "N+l" 冗余要比完全双冗余的成本要低 , 但只能防止N 组件套中的一个组件发生故障。防止某个局域系统出现故障的集群系统 , 要比防止出现毁坏整个数据中心的并发故障的完全毁坏冗余全域集群的成本要低。企业应当认真评估每一项信息服务的价值 , 然后配置适当的保护级别。
·降低故障情况下的系统性能。用主动冗余组件配置系统 , 并用冗余组件提高正常运行下的性能。由于这样的系统一直使用它的所有组件 , 因此当某个或多个组件不能正常运行时 , 其最佳性能就必然会降低。
高可用系统除了以上两种成本外 ,人力成本是更难控制的成本。网络系统管理日趋自动化 , 但人仍然是高可用系统的关键因素。磁带需要人来处理 , 临时应用需要人来运行,还有出乎意料的需求需要人来满足 , 最重要的是 , 需要人来做决策。例如发生意料之外的多种故障之后 , 如果没有管理员进行恢复指挥 , 即使是最优配置的高可用系统也没有用处。