容错服务器

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1、上海海得控制系统股份有限公司 Shanghai Hi-Tech Control System CO., LTD.,股票代码：002184,Stratus容错服务器（ftServer）及容错技术 （可靠性99.9999+%）,目录,一、服务器故障引起的灾难造成的损失 二、容错技术及容错服务器 三、容错（CA）方案及传统双机（HA）集群方案对比 四、案例分享 五、容错服务器优势总结,目录,一、服务器故障引起的灾难造成的损失 二、容错技术及容错服务器 三、容错（CA）方案及传统双机（HA）集群方案对比 四、案例分享 五、容错服务器优势总结,4,4,但此次故障，使苹果在股市上下跌1.82%，市值蒸发了

2、130亿美元,服务器故障引起的灾难,5,据估算，从瘫痪到修复，携程“宕机”近12小时，估计直接损失超过1200万美元，折合人民币7400多万,服务器故障引起的灾难,6,服务器故障引起的灾难,7,2003 美国供电中断是由于HA服务器集群切换方案的失败,区域供电中断13分钟,服务器故障引起的灾难,目录,一、服务器故障引起的灾难造成的损失 二、容错技术及容错服务器 三、容错（CA）方案及传统双机（HA）集群方案对比 四、案例分享 五、容错服务器优势总结,9,谁依靠于Stratus？ 6家排名世界前10位的银行 9家排名世界前10位的制药公司 多于150家全世界的公共安全代理商 世界最大的20家通讯

3、服务提供商,容错技术及容错工作原理,美国容错技术有限公司 | Stratus Technologies,1980 - 硬件级容错计算机系统厂商Stratus成立(位于美国波士顿) ，主要投资者有 Intel, Investcorp, MidOcean Partners 1981 - 首先推出基于硬件的容错计算机系统 1986 - 建立世界上第一个提供24小时服务的远程服务网 1990 推出世界上第一个容错的 UNIX 操作系统 - FTX 1991 - 推出 RISC 结构的 XA/R 系列容错计算机系统 1995 - 推出 RISC 结构的 Continuum 系列容错计算机系统 1997

4、- 推出容错的 HP-UX 操作系统 2001 - 推出世界上第一台 WinNT X86 平台硬件容错服务器 ftServer 2005-推出支持 RedHat Linux Enterprise 的X86平台硬件容错服务器,容错技术及容错工作原理,11,合作伙伴,容错技术及容错工作原理,什么是容错-容错服务器涵义？,容错顾名思义就是可以容忍错误，能容忍任一部件出现故障并继续正常工作的服务器即是容错服务器。 更准确地说容错服务器能够预防和避免发生错误，减少和预防非计划停机时间。,容错技术及容错工作原理,容什么错？,按时间划分的故障的分类 1、永久性故障 permanent 永远持续下去直至修复为

5、止 2、间歇性故障 intermittent 短暂的，但却是断续的，既有其偶然性，又有其不定期的重复性 3、偶然性故障 transient 暂时的，且可能是非重复性的 间歇性故障和偶然性故障 占所有现场失效的90%,容错技术及容错工作原理,硬件级容错服务器外观,ftServer Chassis Back View,USB ports (3) Modem and telephone port (on the side) PCI adapter slot 3 (PCIe Gen 2x8) (2) PCI adapter slot 4 (PCIe Gen 2x8) (2) PCI adapter s

6、lot 1 (PCIe Gen 2x4) (2) PCI adapter slot 2 (PCIe Gen 2x4) (2) CPU-I/O enclosure power receptacle (2) Power supply LED (2),1GbE ports (4) 10GbE ports (4) CPU-I/O enclosure blue system identifier LED (2) VTM Ethernet port (2) System backplane Serial (COM) ports (2) VGA (monitor) port,一般服务器,FT,Stratus

7、 Tandem,HA 传统双机,可靠水平指标,CA: Continuous Availability 连续可用 HA: High Availability 高可用 FT: Fault Tolerant 容错,市场规模,可靠性,99.9999%,97%,AL=Availability Level 可靠水平,AL0:单机 （99%）87小时36分钟,AL1:HA （99.5%）43小时48分钟,AL4:CA （99.9999%）5秒钟,AL3:HA （99.99%）53分钟,AL2:HA （99.95%）4小时23分钟,容错技术及容错工作原理,17,保障连续运行的最佳方案连续处理技术,容错技术及容

8、错工作原理,18,Stratus连续处理 技术（一）,锁步技术,容错技术及容错工作原理,磁盘,PCI,处理器,内存,芯片组,以太网,Lockstep锁步（时钟同步技术）,双模冗余 (DMR) Lockstep 设计,冗余 CPU、 内存、 芯片组、磁盘、 I/O 部件 特定的 Lockstep ASIC 确保计算指令同步运行 磁盘镜像、 HBA 多路径、 NIC 组合，发生故障自动切换,工业标准部件,工业标准部件,19,容错技术及容错工作原理,模块化方式实现,.,6600,容错技术及容错工作原理,21,Stratus连续处理 技术（二）,故障安全软件机制,容错技术及容错工作原理,22,故障安全

9、软件机制-预防，诊断，解决软件问题,容错技术及容错工作原理,23,Stratus连续处理 技术（三）,主动服务体系,容错技术及容错工作原理,24,ActiveService 体系:自动获得可用性,热插拔部件非常容易更换,系统自动同步更换的部件,系统正常处理贯穿整个更换过程!,系统自动订购正确的更换部件,部件故障. 系统隔离错误并通知 Stratus 有CPU 故障,容错技术及容错工作原理,25,Guest OS 问题分析处理,一站式的技术支持,Count on Stratus & Hite,ESX软件,Linux客户运行系统，根源分析,集成式服务，包括软件，服务器，数据库等的打包服务,容错技术

10、及容错工作原理,CA工作原理演示,Passive Backplane,SSP,SSP,SNP,SNP,I/O,I/O,CPU,CPU,1+1=？,1+1=？,MEM,MEM,2,2,Disk,Disk,所有运算在不同板上同时进行,I/O 板,CPU/MEM 板,容错技术及容错工作原理,当CPU主板出现问题时,Passive Backplane,SSP,SNP,I/O,I/O,CPU,CPU,1+1=？,1+1=？,MEM,X,Disk,Disk,SNP,SSP,2,MEM,2,任何一块CPU板上的任何部件损坏，都不会影响系统的正常运行。正在进行的运算和操作会象没发生问题一样继续下去。,容错技术

11、及容错工作原理,如果I/O板再出现问题呢？,Passive Backplane,SSP,SNP,I/O,I/O,CPU,1+1=？,Disk,Disk,SSP,2,MEM,2,X,任何一块I/O板上的任何部件损坏，也不会影响系统的正常运行。正在进行的运算和操作同样象没发生问题一样继续下去。,I/O 板,CPU/MEM 板,容错技术及容错工作原理,工作原理比较-与双机HA集群比较,I/O,CPU,1+1=？,MEM,2,I/O,CPU,1+1=？,MEM,2,Disk,0100010110100010101010111010111010010110001100011101,X,1+2=3,CPU

12、、内存和等待I/O的所有数据丢失，数据库、应用、文件系统都没有被安全关闭,需要时间等待备机检测到故障发生,需要时间和运气进行磁盘组切换、需要时间和运气进行文件系统检查,需要时间重新启动应用程序，需要重新进行一些运算以回到断点,需要时间和运气重新启动数据库并进行数据库修复工作,最重要的是：切换并不一定总是成功！,系统 A,系统 B,容错技术及容错工作原理,集群和容错方案硬软件工作原理比较,传统HA方案,容错CA方案,故障 出现,故障 恢复,数据丢失，后期会花费大量的力量来找回,HA恢复总时间 = 基本系统恢复时间 + 数据库恢复时间 + 应用程序恢复时间 + 网络恢复时间,容错技术及容错工作原理

13、,ftServer 产品规格,31,注：列表中所有 I/O 配件均以逻辑数量显示。物理数量乃逻辑的X2。,目录,一、服务器故障引起的灾难造成的损失 二、容错技术及容错服务器 三、容错（CA）方案及传统双机（HA）集群方案对比 四、案例分享 五、容错服务器优势总结,33,HA双机热备工作原理及问题,双机热备和集群都是从故障中恢复，当出现问题时心跳线侦测到故障，系统会先中断，发送故障信号给备用主机，备用主机调用存储的信息，尝试恢复系统，之前另一个服务器都是不工作的 所有切换都是通过软件实现的，切换软件的不可靠因素很多，其中一个脚本发生故障的情况下，比如插得U盘有病毒或者网络遭到入侵，那么这个软件就

14、打不开或者发送错误信号，切换就会不成功，所有的应用和服务就会因此中断，重启不了,容错（CA)与（HA）集群方案对比,34,方案设计本质差异,系统结构复杂 环节过多，外部连接 故障发生点多,系统结构简单 如同单机，内部连接 故障发生点少 设计理念：重在预防灾难的发生,容错（CA)与（HA）集群方案对比,容错硬件锁步技术,“集群环境-HA” 与 “容错硬件锁步-FT”,集群环境,集群软件,(应用程序 + 中间件 + 集群软件 + OS + 硬件 +存储+ 配置 + 实施) X 2 = 99.99% 可用性,集成相同的部件在两个可自动修复的单元中+ 一次实施= 99.9999% 可用性,35,容错（

15、CA)与（HA）集群方案对比,Hi-Tech Control,$,$,OS * 2,2 套主机系统,外置共享磁盘阵列 SAN 交换机,应用程序和中间件 * 2,系统维护以及停机损失,应用程序和中间件 x 1,集群软件,简单的单机管理,OS * 1,投入成本比较,容错服务器系统,TCO 比较,一套ftServer,群集 HA,容错（CA)与（HA）集群方案对比,ftServer 美国容错服务器,硬件容错，零 切换时间 操作简单，维护方便 帮助用户节省成本（CTO),最简单的容错计算机解决方案,37,容错（CA)与（HA）集群方案对比,方案实施对比,容错（CA)与（HA）集群方案对比,目录,一、服

16、务器故障引起的灾难造成的损失 二、容错技术及容错服务器 三、容错（CA）方案及传统双机（HA）集群方案对比 四、案例分享 五、容错服务器优势总结,容错ftServer 各行业广泛应用,40,石化行业 石油：炼油厂监控，GIS，厂级电站SCADA，长输管道SCADA，LNG监控系统 化工：含煤化工、油气化工，DCS，SIS，MES，MIS信息化 交通行业 机场：集成信息系统，安检系统，广播系统、离港系统、智能楼宇（如门禁系统）. 高速：收费系统，结算系统，隧道监控，ETC营运管理，办公协同，资产管理系统. 港头水运：计算机监控系统，水运调度系统，企业信息化等 市政：城市隧道，高架立交、水处理等 电力行业 火电：主控系统DCS、ECMS/NCS、辅网控制、SIS监控、MIS信息化 输配电：数字化电站SCADA、电网调度、输配电集控、电力企业信息化 矿产行业 煤矿：矿井瓦斯监控，人员定位、综合监控、管控一体化、数字化矿山，集团企业信息化. 非煤矿：计算机监控系统，企业信息化. 水利水电行业 计算机监控系统、微机继电保护系统、视频监控系统、大坝监测系统、水情监测系统、厂级信息化系统 冶金行业