浅谈双机热备在广播电视台数据同步中的应用

论文关键词：双机热备　数据同步　“零”时间切换　双机冗余工作
　　论文摘要：论述双机热各技术在提高广播电视台数据同步中起到的作用，通过对实现双机热备系统的两个方案的对比，并结合广播电视台的实际情况，提出较为理想的双机冗余工作的方式并提出具体方案和注意事项。
　　
　　0、引言
　　
　　在八九十年代，星期二可能是大多数人最不愿意度过的一天。所有的广播电视台都将停止播放节目，取而代之的是统一的圆形彩条画面。因为在那一天，广播电视台的设备维护人员都要对所有的设备进行全面的检修，以保证服务器能在接下来的一周中安全运行。
　　现如今，圆形彩条已经永远成为了过去。绝大多数广播电视台都提供了24小时全天候服务，这就使得广播电视台的节目播控系统对数据的安全性要求越来越高。服务器作为为整个提供节目播控服务的核心，能够持续稳定的运行就越来越重要。由于计算机软硬件都不可避免的会发生故障，一旦服务故障导致系统数据丢失，不仅会使系统文件、财务账目、客户资料、节目文件等的丢失，而且要恢复正常工作起码也需要几小时、几天甚至更长的时间，这样节目播出就会陷入瘫痪。因此，如何有效地保护现有数据，使得业务能够稳定运行就显得尤为重要。双机热备技术就是解决由软硬件引起的数据安全性降低的有效措施。
　　
　　1、双机热备的概念及实现模式
　　
　　所谓双机热备，就是有两台以active(活动)与standby(备用)方式存在的服务器，它们共同使用一个共享的存储设备。在同一时间内只有一个服务器运行，当其中运行的服务器出现故障无法立即恢复时，另一台备用服务器通过心跳诊测将备用服务器激活，从而最大限度的缩短系统恢复正常工作所需要的时间。
　　双机热备有两种实现模式，一种是基于共享的存储设备的方式(图1所示)，另一种是纯软件方式(图2所示)。对于第一种方式来说，由两台服务器和使用共享的存储设备组成。工作时，两台服务器将以一个虚拟的ip地址对外提供服务。如果其中一台服务器出现故障，另一台服务器会根据心跳侦测的情况进行切换和接管服务。由于使用共享的存储设备，两台服务器使用的实际上是同样的数据，并由双机或集群软件统一管理。第二种纯软件的方式，通过镜像软件实现数据在服务器间的实时复制，如果一台服务器出现故障，就能及时切换到另一台服务器上。
　　
　　2、双机热备的实现方式
　　
　　1)商业化的双机热备软件的方式
　　现在市面上有很多双机热备软件(例如compaq的decsafe和ibm的hacmp)都宣称可以“零”时间切换，其实这是无法做到的。从实际应用的效果上来看，所谓的“零”时间切换只是相对而言的。一般情况下系统能在1分钟内进行主备机间的切换就已经比较理想了。另外，由于商业化的双机备份软件需要借助共享盘，硬件方面投资很大。

　　2)双机冗余工作的方式
　　在该方式下，主备机同时接收数据，由主机对备机的重要数据进行同步。备机一旦接替主机运行，可以迅速进行“零”时间切换。但该方式的缺点是一旦系统软件出现问题，主机和各机就会同时死机从而导致系统完全停止工作。
　　通过对以上两种双机热各方式的比较可以看出，双机冗余工作方式还是具有较大的优越性的。
　　
　　3、双机冗余工作方式的具体实施
　　
　　双机冗余工作方式是双机热备的最佳方案，但是如何确保数据的同步具有较大的工作量和很高的难度。综合考虑，我们可以使关键的进程采用同步工作的方式，而次要进程则采用重新初始化的方式进行恢复。
　　如果要在互连的双机热备系统中实现“零”时间切换，那么设计将更加复杂。在这里我们只考虑在一个具有双机热备的服务器和双机热备的通讯前置机的系统中(图3所示)通讯前置机有发往服务器的信息的情况。服务器发往前置机的信息的原理与之类似。
　　首先，服务器与前置机间必须互相连接，才能保证当任意一个设备发生故障时系统能够“零”时间切换。其次，服务器与前置机必须充分的利用不同的信息流。为了保证前置机切换时不发生数据丢失，就需要考虑信息流(a)和(b)的同步和比较，使得当发生切换后主服务器知道该从什么地方继续执行。这样，主备前置机必须保持数据的一致性，才能保证信息流(a)和(b)的同步。当前置机发生切换时，主服务器可以迅速找出信息流(b)中切换之前已经处理过的信息，并继续处理后续的信息。当服务器发生切换时，由于主备服务器同时接收来自前置机来的信息，所以系统都将实现“零”时间切换。
　　
　　4、总结
　　
　　在一些地方级的广播电视台无法承担商用双机热备软件巨大成本的实际情况下，用一般的计算机组成双机热备系统并采用双机冗余工作方式是较为可行的方案。同时，考虑不同数据同步所需的代价，对关键的数据采用实时同步，对复杂且同步困难的数据采用重新初始化后再恢复的方式是比较理想的。在双机热备系统的相互连接中，逻辑上的交叉连接和发送数据端数据的同步是实现“零”时间切换的关键。
　　
　　参考文献：
　　[1]张琦，双机热备，让业务永不间断，中国计算机用户，2006，2
　　[2]姜坚华，双机热各系统的技术研究和具体实现[j]，微型电脑应用，2004(20)：3
　　[3]刘志刚，双机热各确保数据安全，中国计算机用户，2004，5 本文链接：http://www.qk112.com/lwfw/jsjlw/jisuanjiyingyong/244103.html