WINDOWS NT集群服务及其ORAE

苑津莎，吴立增，张铁峰

(华北电力大学电子与通信工程系，河北省 保定市071003)

    摘  要：为保证企业计算机网络及数据库的安全可靠运行，对运行于WINOOWs NT Server网络操作系统的PC服务器的可靠性进行了深入研究，分析了双机热备份方案与WINOOWs NT server集群服务方案的优缺点，介绍了集群环境下的Oracle数据库安装与调试方法，并给出了一个可靠性高，又较经济的服务器配置方案。
    关键词：服务器；数据库；集群系统；双机热备份

1  引言
    对于运行WINOOWs NT Server的PC服务器来说，可靠性保证措施有以下几种：①使用NT Server软件实现磁盘镜像；②安装阵列卡作磁盘镜像或磁盘阵列；③组装双机热备份系统；④安装WINOOWs NT Server集群系统。从可靠性级别来说，①的级别较低，④的级别最高，可最大程度地满足客户要求。
2  双机热备份系统与集群方案的比较
    双机热备份系统需要两个服务器设备和一个磁盘阵列柜，另外需要一个可由硬件设备厂商提供的支持软件。该结构连接如图1所示，两台服务器均引出SCSI接口连接磁盘阵列柜，两台服务器串口之间的连接线用于服务器检测。

该系统运行时，一台服务器工作，另一台处于备用运行状态。在运行的主服务器发生硬件故障时，退出运行，磁盘阵列柜自动转接到备用服务器，改由从服务器操作，从服务器投入运行。
    如上所述，当服务器发生故障时，该系统不会中断运行，工作站客户一般感觉不到服务器故障的影响。而存储数据硬盘的可靠性，由阵列柜内部解决，通常在磁盘阵列柜中设置磁盘阵列或磁盘镜像，保证数据的安全性。
    由于双机热备份系统可靠性高、系统转换快，在电力系统远动数据采集系统中经常采用，但也有一些缺点，其一是设备利用率太低，相当于一台服务器闲置；其二是对两台服务器的要求太高，它要求两台服务器具有完全相同的配置，而且是相同的品牌，同一批产品。使用中，两台服务器实际上在运行相同的操作，如内存的使用达到完全相同，这样当发生故障时才能相互备用。其三是操作系统发生故障时，例如WINOOWs NT Server内存溢出时，无法解决，因为两台服务器运行的是相同内容。
    WINOOWs NT集群系统，称为Cluster Server，其软件可在WINOOWs NT Server企业版(Enterprise Edition)或WINOOWs 2000 Advanced Edition中找到，简称MSCS，最小配置与双机热备份相同，两服务器间的检测线也可用网络线代替，即在每台服务器上增加一块网卡，设置为与网络服务不同的网段，用做故障检测信号的传递。
    集群的优势是设备的利用率高，平时两台服务器各做各的工作，当主服务器发生故障时，从服务器将其工作接过来继续运行；两台服务器可以采用不同品牌、不同的配置；可以解决软件引起的故障。
3  WINOOWS NT集群系统简介
    选择微软的WINOOWs NT集群方案原因是为了最大限度提高系统的可靠性，保证系统的安全运行；当服务器本身条件较差，或者准备采购较廉价品牌的服务器而又要获得较好的服务时，可以选择这种方案。
    可以在WINOOWs NT集群上运行的应用软件大部分是Microsoft公司的产品，如IIS WEB服务器，SQL Server数据库，Microsoft Exchange Server以及文件目录服务、网络打印机等。其他软件较少，如Oracle数据库等。
    对于作为工作站的微机来说，WINOOWs NT集群服务可以使用三个地址或名称的应用服务，其中两个IP地址是两个服务器网卡的地址，从其上可取得两个服务器独立应用服务和资源；另一个地址是集群的IP地址，可获得集群应用服务和资源。
    该集群系统的磁盘阵列柜与双机热备份系统一样，不能同时被两台服务器操作。阵列柜中的存储设备一般只存放用于双机容错服务的应用的软件，如数据库的数据文件和一些共享应用软件等。运行时，阵列柜只允许主服务器操作，主服务器发生故障时，系统将阵列柜操作权力转到从服务器，只允许从服务器存取操作。用于非集群服务的应用，可分别安装于两台服务器的本地硬盘上，分别同时运行。
    图2为安装微软的Cluster Server后生成的集群管理程序界面，主从服务器分别起名为SERVERA和SERVERB。图中右边DLKFET1网卡用于网络服务，主从服务器上各一块。El90x2网卡用于服务器故障检测，其IP地址与DLKFET1在不同的网段。

4  NT集群环境中的ORACLE数据库配置
    在WINOOWs NT集群环境中有两种安装Oracle数据库的方法，一种是利用磁盘阵列柜厂商提供的软件，另一种方法是用Oracle公司的Oracle Fail Safe支撑软件。
    前一种方法使用Oracle数据库企业版中的并行计算功能，再加上磁盘阵列柜厂商提供的一种叫ODS(Oracle Dependent System)的软件，目前大约十余家公司的这种软件通过了Oracle公司的认证，如Compaq、HP、SUN、IBM等。该方法从磁盘系统入手，将磁盘格式化成Oracle专门磁盘文件格式。其安装步骤较复杂，但运行速度更快，效率更高。
    另一种方法采用Oracle公司的Fail Safe加Oracle数据库系统，这种方法对磁盘阵列柜一般没有特殊要求，可选用较廉价的品牌。经济上更实用些。下面主要介绍其安装、配置方法。
    （1）在安装Oracle Fail Safe之前，先将WINOOWs NT Cluster Server安装调试好，并在服务器和客户端进行测试。
    （2）在两台服务器本地硬盘上分别安装Oracle数据库系统软件，注意在安装过程中，不要创建数据库文件。Oracle系统软件应安装在两台服务器的相同目录中，设置相同的数据库监听地址，该地址的选择与一般Oracle地址不同，不要选择服务器网卡地址，应设置一个新的IP地址，作为后面提到的Oracle虚拟服务器地址。
    （3）安装Oracle Fail Safe软件。该软件也应分别安装在两台服务器的相同目录中。第二台服务器上安装时应选择“查找”和“加入”第一台服务器的Fail Safe服务。
    Oracle Fail safe安装过程中需要输入一个称为虚拟服务器的IP地址和名称，该地址就是客户端访问数据库的IP地址。按通常理解应选NT集群地址，但安装中不允许使用集群地址。
    （4）WINOOWs NT集群系统测试。Oracle Fail Sate安装完成后，在WINOOWs NT菜单序中增加了Oracle Fail Safe管理程序项，打开Oracle Fail Safe管理程序，选择菜单中的“Troubleshooting”、 “Verify Cluster”（参见图3），测试WINOOWs NT集群系统，检查各IP地址的设置及相互映射，即从每个IP地址位置检查其它IP地址，通常需编辑服务器的hosts文件，解决测试中出现的问题；

（5）创建Oracle Fail Safe组（类似于网络用户的组）。在Oracle Fail Safe管理程序中，选“Groups”、“Create”，创建一个Oracle Fail Safe组，本文中创建的组名为mis。
    （6）创建独立的Oracle数据库文件。在Oracle Fail Safe管理程序中，选择菜单“Databases”、“Create Sample Database”，在磁盘阵列柜中的磁盘目录中，建立Oracle数据库文件。生成数据库文件后要选相应的菜单项对独立数据库进行测试。
    （7）将服务器中安装Oracle数据库系统拖动到创建Oracle Fail Safe的组中，再对该组进行测试。
    （8）在管理程序中，可以设置服务器故障修复后的工作方式。主服务器故障后，主服务器的任务将转换到从服务器，主服务器故障修复后，有三种方式可以选择，立即将集群服务任务切换至主服务器；设置当天某一时间，如下班后的晚7:00，将任务切换至主服务器；不切换则在从服务器上继续运行。
    完成上述的测试和配置，应该说NT集群上的Oracle安装基本完成了。若某个用户在使用Select查询时，服务器发生切换，对客户来说只略感觉到时间的延迟，并不能感觉到服务器上的故障问题。应该说对在集群环境下数据库的开发程序没有特殊要求。
    在县级电力局管理信息系统的网络设计中，考虑到资金投入的限制，本文提出一种较经济的方案，建议关键数据库服务器设计为集群方案，按应用需求配置一台较高档服务器作为主服务器，一个磁盘阵列柜，另配一台高档微机作为从服务器。通常情况下，数据库应用在主服务器上运行，从服务器可运行一些其他服务，如域控制器，DHCP服务，WINS服务，DNS服务等。主服务器出现故障时，数据库应用切换至从服务器，故障消除后，仍转至主服务器运行，应该说主服务器的故障概率是很小的，故障时间很短，在从服务器上运行数据库服务时间很短。
5  结论
    本文研究了企业级服务器的可靠性问题，介绍了在WINOOWs NT集群环境下Oracle数据库配置的方法，给出了一种可靠性很高而又较经济的集群方案。该方案对电力企业管理信息系统建设具有一定的参考价值。

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