什么是服务器硬件容错技术？

服务器硬件容错技术

在现代信息社会中，服务器扮演着至关重要的角色，其稳定性和可靠性直接关系到业务的连续性和数据的安全性，为了应对硬件故障、软件错误以及不可预见的灾难，服务器硬件容错技术应运而生，本文将详细介绍几种主流的服务器硬件容错技术，包括双机热备份技术、单机容错技术以及服务器集群技术，并探讨它们在不同应用场景下的适用性和优势。

二、双机热备份技术

1. 基本概念与组成部分

双机热备份技术是一种软硬件结合的较高容错应用方案，由两台服务器系统和一个外接共享磁盘阵列柜（也可没有，而在各自服务器中采取RAID卡）及相应的双机热备份软件组成，操作系统和应用程序安装在两台服务器的本地系统盘上，整个网络系统的数据通过磁盘阵列集中管理和数据备份。

2. 工作原理

数据保护：数据集中管理是通过双机热备份系统，将所有站点的数据直接从中央存储设备读取和存储，并由专业人员进行管理，极大地保护了数据的安全性和保密性。

高可用性：用户的数据存放在外接共享磁盘阵列中，在一台服务器出现故障时，备机主动替代主机工作，保证网络服务不间断。

心跳监测：双机热备份系统采用“心跳”方法保证主系统与备用系统的联系，所谓“心跳”，指的是主从系统之间相互按照一定的时间间隔发送通讯信号，表明各自系统当前的运行状态，一旦“心跳”信号表明主机系统发生故障，或者备用系统无法收到主机系统的“心跳”信号，则系统的高可用性管理软件认为主机系统发生故障，主机停止工作，并将系统资源转移到备用系统上，备用系统将替代主机发挥作用，以保证网络服务运行不间断。

3. 工作模式

根据两台服务器的工作方式，可以有三种不同的工作模式：

双机热备模式：即目前通常所说的active/standby方式，active服务器处于工作状态；而standby服务器处于监控准备状态，服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写入(通常各服务器采用RAID磁盘阵列卡)，保证数据的即时同步，当active服务器出现故障的时候，通过软件诊测或手工方式将standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用，典型应用在证券资金服务器或行情服务器，这是目前采用较多的一种模式，但由于另外一台服务器长期处于后备的状态，从计算资源方面考量，就存在一定的浪费。

双机互备模式：是两个相对独立的应用在两台机器同时运行，但彼此均设为备机，当某一台服务器出现故障时，另一台服务器可以在短时间内将故障服务器的应用接管过来，从而保证了应用的持续性，但对服务器的性能要求比较高，配置相对要好。

双机双工模式：是目前cluster(集群)的一种形式，两台服务器均为活动，同时运行相同的应用，保证整体的性能，也实现了负载均衡和互为备份，需要利用磁盘柜存储技术(最好采用San方式)，WEB服务器或FTP服务器等用此种方式比较多。

三、单机容错技术

1. 基本概念

单机容错技术是在一台服务器实现高性能容错的，它的容错能力要远比服务器群集和双机热备份中容错能力要高，所以更加适合那些如证券、电信、金融、医疗等对容错能力特别苛刻的行业。

2. 实现原理

容错服务器通过CPU时钟锁频，通过对系统中所有硬件的备份，包括CPU、内存和I/O总线等的冗余备份，通过系统内所有冗余部件的同步运行，实现真正意义上的容错，系统任何部件的故障都不会造成系统停顿和数据丢失，目前很多容错系统是基于IA架构的服务器，与Windows 2000完全兼容，实现以前只有在RISC系统上才能实现的容错，这种容错技术在IA服务器上的实现，将IA服务器的可靠性提高到了99.999%，同时服务器的运行是不间断的。

四、服务器集群技术

1. 基本概念

服务器集群技术是将多台服务器组合成一个组或集群的过程，如果其中一台服务器发生故障，其任务将重新分配给集群的其他部分，除了消除意外故障的威胁外，当需要关闭其中一台服务器进行维护或其他例行工作时，故障转移系统也很有用。

2. 主要特点

高可用性：通过冗余组件和控制系统来激活和协调它们，以最大限度地减少停机时间。

可扩展性：随着业务需求的增长，可以轻松地向集群中添加更多的服务器。

灵活性：可以根据需要轻松地替换或升级集群中的服务器，而无需中断服务。

负载均衡：集群中的每台服务器都可以处理一部分请求，从而实现负载均衡，这有助于确保没有一台服务器过载，从而提高整个系统的性能和可靠性。

3. 类型介绍

节点级冗余：每个节点都包含多个关键组件（如电源、风扇、硬盘等），以确保单个组件的故障不会导致整个节点的故障。

服务器级冗余：集群中的每台服务器都是相互独立的，并且可以独立运行，如果一台服务器出现故障，其他服务器可以接管其工作负载。

数据级冗余：通过复制数据到多个节点或使用分布式文件系统来实现数据的冗余存储，这样即使一个节点的数据丢失或损坏，也可以从其他节点恢复数据。

五、相关问题与解答

1. 什么是服务器容错技术？

答：服务器容错技术是指通过使用智能硬件、软件算法及备份机制等手段，提高服务器系统的可用性和可靠性，以应对硬件故障、操作系统故障、网络故障等问题，从而保证服务器的持续稳定运行。

2. 常见的服务器硬件容错技术有哪些？

答：常见的服务器硬件容错技术包括冗余组件（如冗余电源、冗余风扇、冗余硬盘等）、RAID磁盘阵列、热备插拔、守护进程以及集群技术等，这些技术可以通过增加冗余组件、使用RAID技术、利用热备插拔技术、运行守护进程以及应用集群技术等手段来确保服务器的连续稳定运行，提高系统的可用性和可靠性。

3. 如何选择适合自己的容错技术？

答：选择适合自己的容错技术需要考虑以下几个因素：

业务需求：不同的业务对系统的可用性和可靠性有不同的要求，对于金融、证券等行业来说，对系统的可用性和可靠性要求极高，因此需要采用更高级别的容错技术，而对于一些普通的企业应用来说，则可以选择较低级别的容错技术来降低成本。

成本效益：不同的容错技术成本不同，在选择时需要综合考虑成本和效益之间的关系，选择性价比最高的方案。

技术难度：一些高级的容错技术可能需要较高的技术水平和较复杂的配置过程，在选择时需要考虑自己的技术实力是否能够支持这些技术的实现和维护。

未来扩展性：随着业务的发展和技术的进步，未来的系统可能需要更高的可用性和可靠性，在选择容错技术时需要考虑其是否具有良好的扩展性和升级性以满足未来的需求。

到此，以上就是小编对于“服务器硬件容错技术”的问题就介绍到这了，希望介绍的几点解答对大家有用，有任何问题和不懂的，欢迎各位朋友在评论区讨论，给我留言。