摘要：典型的高可靠性服务系统，一般采用集群冗余备份和高性能的磁盘阵列统一存储。但是存在成本较高的问题，一般中小型企业和单位难以承受。针对这一问题，提出一个方案，仅使用两台普通PC Server，没有高性能的磁盘阵列，每台服务器都充分应用，通过数据库同步，智能数据库访问层，心跳检测，当其中一台服务器出现异常时，能够自动无缝地切换到另一台服务器。
论文关键词：数据库同步,智能数据库访问层,心跳检测,高性价比可靠服务系统
随着计算机技术的发展，计算机系统应用到日常工作生活的各个环节中，人们的日常生活对计算机系统依赖性越来越大，当计算机系统崩溃后的影响也越来越大。对于公司来说，服务失败可能会丢失大量客户；对于政府单位来说会导致工作中断。这些都会带来较大的损失。因此当前计算机系统对可靠性非常重视，从硬件到软件到存储都涌现了大量新技术和新产品，但这些技术与产品往往存在价格昂贵的问题，大量的小型企业和单位都无力承担。基于这一问题本文提出一个高性价比的可靠服务系统方案
2.典型方案
对于大型企业、重要部门来说构建可靠服务系统一般采用如下的典型方案：
图1 可靠服务系统典型方案
2.1应用系统
包括数据库服务和应用服务，使用集群系统。一般使用小型机服务器。
集群系统所具有的独特优势就是具有高可用性和灵活的扩展性，能够为用户的IT系统带来稳定的运行性能和高效的数据处理能力以及优质的服务能力，也因而成为目前大型用户、关键业务的核心支柱。在普通集群技术中最典型的结构就是两节点系统，即用两台服务器协同工作，当一台服务器的系统出现故障时，另一台服务器立即接管全部应用服务，从而将系统中断运行的风险降低到最低限度。不过即便是结构最精简的两节点集群系统，也需要两台独立的服务器来搭建完成，在资源配置方面存在着冗余。另外管理集群系统的软件成本较高，部署、监控也相对复杂。
2.2存储
存储介质，一般使用磁盘阵列提供统一的存储空间。磁盘阵列能够在很大程度上提供可靠的数据存储，但是性能高、可靠性高的存储系统的成本往往是很高的。
上述的典型方案能够提供高可靠性和高效的服务，但是存在一个成本过高的问题，这是当前绝大部分中小型企业和单位所不能承担的。因此如何构建一个成本低的可靠服务系统是广大中小型企业和单位的迫切需求。基于这一问题与需求本文提出一种高性价比可靠服务系统的构建方案。
2.高性价比可靠服务系统
2.1 系统架构
本方案中使用两台普通PC Server，每台服务器两块网卡。每台服务器上部署有：
(1) Web服务1，Web服务2，
(2) WebService查询服务，仅仅查询Web服务1的数据库，不更新数据库
(3) 数据库系统，部署有Web服务1的数据库，Web服务2的数据库
图2 高性价比可靠服务系统
2.1.1 正常运行时
服务器1：
提供Web服务1、WebService认证服务，Web服务1连接本机We服务1数据库（主）；
网卡1的ip为S1.test.com域名对应的ip，网卡空2闲
WebService认证服务，读取本机Web服务1数据库（主）
服务器2：
提供Web服务2、WebService认证服务，Web服务2连接本机We服务2数据库（主）
网卡1的ip为S1.test.com域名对应的ip，网卡空2闲
WebService认证服务，读取本机Web服务1数据库（备）
服务器1上的Web服务1数据库（主）发布数据更新，服务器2上 Web服务1数据库（备）订阅数据库更新；服务器2上的Web服务2数据库（主）发布数据更新，服务器1上 Web服务2数据库（备）订阅数据库更新。 服务器1、2的数据保持数据同步。
2.2.2 异常处理
服务器1的数据库系统出现问题时，数据访问模块（在图中没有标出，该模块在每个应用中使用，负责到数据库的连接，2.3节将会详细介绍）自动切换到服务器2的数据库系统
服务器2异常时，服务器1检测到服务器2心跳异常时，服务1将网卡2的ip地址设置为S2.test.com的ip地址，提供Web服务2。
服务器1异常时，服务器2检测到服务器1心跳异常时，服务2将网卡2的ip地址设置为S1.test.com的ip地址，提供Web服务1。
服务器1、2都提供认证WebService服务，认证服务只读取Web服务1的数据库，两台服务器的数据库是同步的，所以认证客户端可以保存有这两台服务器的地址，一台出现异常尝试另一台。
2.2 数据库实时同步
要保证服务能够随时相互切换，首先要解决的是数据库的实时同步，只有数据库实时同步切换到备机后能够继续提供无缝的服务。复制是将一组数据从一个数据源拷贝到其他多个数据源的技术，是将一份数据发布到其他多个存储站点上的有效方式。使用复制技术，用户可以将一份数据发布到多台服务器上，从而使不同的服务器用户都可以在权限的许可的范围内共享这份数据。复制技术可以确保分布在不同地点的数据自动同步更新，从而保证数据的一致性。几乎现在所有主流的数据库都支持复制技术。下面以Microsoft SQL Server为例：
SQL Server 主要采用出版物、订阅的方式来处理复制。源数据所在的服务器是出版服务器，负责发表数据。出版服务器把要发表的数据的所有改变情况的拷贝复制到分发服务器，分发服务器包含有一个分发数据库，可接收数据的所有改变，并保存这些改变，再把这些改变分发给订阅服务器。SQL Server提供了三种复制技术[1]，分别是：
1．快照复制
发布数据库每隔一段时间将订阅数据库中的相应表中的数据全部删除，然后将自己相应表中的全部插到订阅数据库中。
2．事务复制
事务复制在网络中传送的是事务（由一条或多条INSERT、 DELETE、 UPDATE）；从传输的数据量来看，事务复制仅将发生的变化传送给订购者，是一种增量复制，而快照复制却将整个出版物复制给订购者。由于事务复制要不断地监视源数据库的数据变化，所以与快照复制相比，其服务器负载相应要重。
在事务复制中当出版数据库发生变化时，这种变化就会被立即传递给订购者，并在较短时间内完成（几秒或更短），而不是像快照复制那样要经过很长一段时间间隔。因此，事务复制是一种几近实时地从源数据库向目标数据库分发数据的方法。由于事务复制的频率较高，所以必须保证在订购者与出版者之间要在可靠的网络连接
3、合并复制
合并复制也是一种从出版者向订购者分发数据方法，但其允许出版者和订购者都可以对出版数据进行修改，而不管订购者与出版者是相互连接或断开，此后当所有（或部分）节点相连时便合并发生在各个节点的变化。
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