視頻信號數(shù)字化處理后所帶來的信號損傷的種類及特點 2001
論服務(wù)器群集技術(shù)及應(yīng)用
1、前言
廣播設(shè)備、有線電視前端、衛(wèi)星傳輸服務(wù)，以及許多公司和業(yè)界通信實體，正在越來越多地依賴于視頻媒體文件服務(wù)器，以不斷拓寬服務(wù)種類。
然而，我們在享受這些先進技術(shù)帶給我們實惠的同時，又不得不面對這樣一個事實：電子設(shè)備出現(xiàn)故障是不可避免的，視頻服務(wù)器也不例外�，F(xiàn)在，很多電視臺已經(jīng)使用非線性節(jié)目制作系統(tǒng)制或硬盤播出系統(tǒng)。無論使用哪種系統(tǒng)，服務(wù)器在整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的重要性是不言而喻，服務(wù)器作為整個網(wǎng)絡(luò)的心臟，要為網(wǎng)絡(luò)上所有的用戶提供數(shù)據(jù)共享和應(yīng)用服務(wù)，如果不能保障服務(wù)器的正常運行，網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可用性就無從談起。所以，要確保視頻網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用運行平穩(wěn)，具有可靠的適時性和連續(xù)性，通過服務(wù)器的群集技術(shù)來提高系統(tǒng)的可用性和可擴展性是目前備受推崇的方案。
2、服務(wù)器群集技術(shù)概述
群集系統(tǒng)是一種由一組互連的整機構(gòu)成的并行或分布系統(tǒng)，可作為統(tǒng)一的計算資源使用。服務(wù)器群集技術(shù)使用多臺服務(wù)器組成服務(wù)器集合，可以提供相當高性能的不停機服務(wù)。在這個結(jié)構(gòu)中，每臺服務(wù)器都分擔著一部分計算任務(wù)，由于集合了多臺服務(wù)器的性能，整體的計算實力被增加了。與此同時，每臺服務(wù)器還承擔一些容錯任務(wù)，當其中一臺服務(wù)器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)會在軟件的支持下將這臺服務(wù)器從系統(tǒng)中隔離出去，通過各服務(wù)器之間的負載轉(zhuǎn)嫁機制完成新的負載分擔，同時向系統(tǒng)管理人員發(fā)出警報。再者，在某個應(yīng)用軟件的峰值處理期間內(nèi)，對該應(yīng)用的需求會變得過高，那么使用簡單的操作命令就可以把同一節(jié)點的應(yīng)用包轉(zhuǎn)移到其他節(jié)點從而減輕該節(jié)點的工作負荷，來滿足已增加的需求。群集系統(tǒng)就是通過功能整合和故障過渡實現(xiàn)了系統(tǒng)的高可用性和可靠性。
服務(wù)器群集技術(shù)提供了高度的可用性、伸縮性與易管理性：
·高度的可用性：群集被設(shè)計具有避免單點故障發(fā)生的能力。應(yīng)用程序能夠跨計算機進行分配，以實現(xiàn)并行運算與故障恢復(fù)，并提供更高的可用性。
·可伸縮性：加入更多的處理器或計算機提高群集的計算能力。當現(xiàn)有服務(wù)器能力有限時，可以通過增加CPU、內(nèi)存、甚至一臺或幾臺服務(wù)器來擴展系統(tǒng)的能力。在服務(wù)器群集技術(shù)出現(xiàn)之前，用戶通過增加CPU、內(nèi)存來進行擴展，但是CPU、內(nèi)存的擴展只能在一臺服務(wù)器上進行，因此擴展是有極限的。而服務(wù)器群集技術(shù)可以通過在現(xiàn)有系統(tǒng)上增加服務(wù)器來進行擴展，增加的服務(wù)器將與原有的服務(wù)器緊密地集成在一起，為客戶端提供高性能的應(yīng)用服務(wù)。
·易管理性：群集以單一系統(tǒng)映射的形式來面向最終用戶、應(yīng)用程序及網(wǎng)絡(luò)，同時，也為管理員提供單一的控制點，而這種單一控制點則可能是遠程的。
服務(wù)器群集技術(shù)的實現(xiàn)可以有幾種不同的方式，考慮到用戶的需求，大體可以分為以高可用性為主要目的的高可用性方案，和以提高性能為主要目的、同時亦可以提供高可用性的方案。這種劃分同時也反映出群集技術(shù)在PC Server上發(fā)展的兩個階段，既高可用性的兩節(jié)點群集和提高性能的多節(jié)點群集。在今后 PC Server群集發(fā)展的計劃中將要實現(xiàn)更多節(jié)點的具有更高擴展能力的群集方案，這樣在提供高可用性和高性能的同時，還可以通過節(jié)點數(shù)目的擴展，更加有效的保護客戶的投資。
3、服務(wù)器高可用性群集拓撲結(jié)構(gòu)
有兩種典型的拓撲結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)高可用性：被動備份服務(wù)器和第二活動服務(wù)器。我們將詳細討論第二活動服務(wù)器的三種實現(xiàn)形式："全部復(fù)制"、"0共享"和"全部共享"。
下表總結(jié)了本文討論的幾種面向可用性的群集方法的優(yōu)點和局限性。
3.1被動備份服務(wù)器
通常把一個服務(wù)器安排為"主"服務(wù)器，另一個服務(wù)器為"第二"服務(wù)器；由主服務(wù)器為用戶提供文件、打印及應(yīng)用服務(wù)，"第二"服務(wù)器只有在主服務(wù)器發(fā)生故障時才能投入運行，代替主服務(wù)器提供服務(wù)。在被動備份服務(wù)器方式下（如圖3所示）,除非主服務(wù)器發(fā)生故障，否則第二服務(wù)器只是"觀察"并不作任何運作。
一種被稱為"心跳"的簡單機制被配置在主服務(wù)器上，它的作用是周期性地發(fā)送主服務(wù)器"生命尚在"的消息給備份服務(wù)器，一旦消息停止，備份服務(wù)器就認為主服務(wù)器發(fā)生故障，并把自己投入運行以代替主服務(wù)器。
"心跳"是一種很容易開發(fā)的協(xié)議，它可以通過網(wǎng)絡(luò)鏈接實現(xiàn)；也可以僅僅在服務(wù)器間加一條傳遞"生命"消息的纜線；或者通過局域網(wǎng)消息傳送實現(xiàn)。
3.2活動第二服務(wù)器
一個功能基本一致但成本低得多的方式是使第二服務(wù)器可以處理其它的應(yīng)用程序，但當主服務(wù)器發(fā)生故障時，第二服務(wù)器也能夠接管主服務(wù)器的工作。這種我們稱只為"活動第二服務(wù)器"方法。這種方法的主要優(yōu)點是在保持使用第二服務(wù)器的同時，獲得服務(wù)器冗余，而不是僅僅把第二服務(wù)器作為備份使用。這種方法可以減少群集系統(tǒng)的運行費用。
實際使用中，"活動第二服務(wù)器"方法有三種實現(xiàn)方式。
"全部復(fù)制" "全部復(fù)制"就是指徹底的服務(wù)器冗余。每個服務(wù)器都有自己的磁盤。數(shù)據(jù)不斷地被拷貝到第二服務(wù)器的磁盤上，以保證故障發(fā)生時，第二服務(wù)器可以使用已被拷貝的當前數(shù)據(jù)，并基于此當前數(shù)據(jù)作連續(xù)運轉(zhuǎn)。
盡管這種方法的確可以帶來高可用性，但它增加了服務(wù)器及網(wǎng)絡(luò)的負荷，可能會嚴重影響系統(tǒng)性能。另一個缺點是當一個服務(wù)器發(fā)生故障時，可能會有主、從服務(wù)器的不一致現(xiàn)象：某個磁盤上的事務(wù)處理可能并沒有完全在另一個磁盤上得到繼續(xù)。因為即便以最快的網(wǎng)絡(luò)相連，兩個服務(wù)器間信息傳送仍會有一定的延遲。
冗余的服務(wù)器也帶來許多好處。因為數(shù)據(jù)是被完全復(fù)制的，所以客戶的應(yīng)用程序可以在任一服務(wù)器上運行，從而可以更好地平衡負載。另外，節(jié)點在空間上可以是分散的；節(jié)點間可通過廣域網(wǎng)互連，物理上可以距離很遠。這種拓撲結(jié)構(gòu)常被用在災(zāi)難恢復(fù)設(shè)計中，提供對主要自然災(zāi)害如地震、洪水等的保護。
"0共享" 活動第二服務(wù)器方法的另一個實現(xiàn)是"0共享"。是指兩個服務(wù)器物理上連接到同一個磁盤組上，盡管其中每個服務(wù)器"擁有"自己的磁盤。這在正常運作下，只有磁盤的主人才能存取其中的數(shù)據(jù)；但當某個服務(wù)器發(fā)生故障時，一個替代服務(wù)器將把自己設(shè)定為原來屬于發(fā)生了故障的服務(wù)器的磁盤的主人，并對之進行操作。（如圖3-3所示）
這種方式不必不停地在服務(wù)器間拷貝數(shù)據(jù)，從而大大降低了網(wǎng)絡(luò)負荷。在這種方式下，磁盤是唯一可能產(chǎn)生導(dǎo)致長時間停機的故障的地方。于是，在這種體系結(jié)構(gòu)的安裝中，系統(tǒng)或是典型地依賴冗余鏡像磁盤，或者在磁盤子系統(tǒng)中用RAID技術(shù)，以保證在服務(wù)器或磁盤出錯時，應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)的可用性。
"全部共享" 最后，我們還可以"共享一切"，也就是說讓多個服務(wù)器在同一時間共享同一磁盤。（參見圖3-4）。在這種方式中，所有與磁盤相連的服務(wù)器在正常運作時可在相同時刻共享磁盤存取通道。這種方式要求開發(fā)一個復(fù)雜的鎖定管理軟件，保證在一個時刻只有一個服務(wù)器在讀寫數(shù)據(jù)?quot;共享一切"方法也典型地依賴磁盤鏡像和RAID磁盤。
4、服務(wù)器群集技術(shù)的實現(xiàn)方案
服務(wù)器系統(tǒng)用戶根據(jù)本身業(yè)務(wù)的情況及組建群集系統(tǒng)的支付能力的不同，對服務(wù)器高可用性有一系列要求，如下表所示，不同的可用性等級帶來不同的效果。
許多公司根據(jù)用戶的不同需求，制定了許多種服務(wù)器高可用性群集方案。下面，我們就分別以IBM公司和HP公司的產(chǎn)品來舉例說明。
4.1 IBM公司的服務(wù)器高可用性群集方案
以下以IBM產(chǎn)品為例，分別以通過磁盤鏡像和共享存儲設(shè)備為例；來闡述服務(wù)器高可用性群集系統(tǒng)的原理與實現(xiàn)方法。在探究每一種方案的細節(jié)之前，讓我們首先看看它們的工作原理。
如圖4-1所示，兩個服務(wù)器的節(jié)點相互連接，構(gòu)成了一個提供服務(wù)的整體。當客戶端提出訪問請求的時候，這個請求可以被群集響應(yīng)。當群集中的一個節(jié)點失效，另外一個可以通過"失效切換"的過程接替失效節(jié)點上運行的應(yīng)用程序。同時，由于應(yīng)用程序和客戶端所需要的數(shù)據(jù)是存儲在共享的存儲設(shè)備中的，在"失效切換"的過程中共享存儲的訪問控制權(quán)也由失效節(jié)點切換至運行節(jié)點上，客戶端和應(yīng)用程序可以通過共享存儲設(shè)備繼續(xù)訪問必要的數(shù)據(jù)。這樣，通過群集，可以實現(xiàn)在一個服務(wù)器節(jié)點失效的情況下，仍然可以提供數(shù)據(jù)訪問和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的正常運行，保證了客戶的關(guān)鍵業(yè)務(wù)的運行。
4.1.1采用數(shù)據(jù)鏡像方式的高可用性群集解決方案
采用數(shù)據(jù)鏡像方式的群集方案是在兩臺服務(wù)器之間通過磁盤或者分區(qū)的鏡像，保證應(yīng)用程序的代碼和數(shù)據(jù)可以在兩臺服務(wù)器之間相互備份，從而保證系統(tǒng)的高可用性。
◆ 磁盤鏡像實現(xiàn)方案
·系統(tǒng)要求：
2臺 IBM Netfinity 服務(wù)器
一組用于內(nèi)部連接的網(wǎng)卡
一組用于客戶端服務(wù)的網(wǎng)卡
每臺服務(wù)器分別擁有一個"本地硬盤"
每臺服務(wù)器分別擁有一個或多個"高可用性"硬盤
每臺服務(wù)器分別擁有一個或多個"輸出的"本地硬盤
Vinca Co-Standby 高可用性軟件
·工作方式及特點：
圖4-2是磁盤鏡像的工作原理示意圖。圖中左邊的服務(wù)器（Node A）和右邊的服務(wù)（Node B）分別運行不同的服務(wù)。兩臺服務(wù)器通過內(nèi)部的高速網(wǎng)絡(luò)連接在一起。圖中（內(nèi)部高速互連）是內(nèi)部專用網(wǎng)段，用于傳輸兩臺服務(wù)器之間的鏡像數(shù)據(jù)。兩臺服務(wù)器中各自擁有一個本地盤，本地盤是用于安裝服務(wù)器的操作系統(tǒng)。在兩臺服務(wù)器中除本地盤外，還有一個"高可用盤"，"高可用盤"是用于存儲用戶的數(shù)據(jù)或者是高可用應(yīng)用程序的代碼。兩臺服務(wù)器中另外各有一個"輸出盤"，"輸出盤"是用于鏡像另一臺服務(wù)器中的"高可用盤"的一組硬盤。
在兩臺服務(wù)器之間，通過內(nèi)部的高速網(wǎng)絡(luò)連接?quot;高可用盤"和"輸出盤"形成了一組鏡像的"鏡像盤"。這樣在一臺服務(wù)器中所有的用戶數(shù)據(jù)都可以通過這一組"鏡像盤"鏡像到另一臺服務(wù)器的"輸出盤"中，網(wǎng)絡(luò)客戶端對于一臺服務(wù)器的任何數(shù)據(jù)的改動都可以實時的復(fù)制到另一臺服務(wù)器的"輸出盤"中。 圖中（Client Network）是網(wǎng)絡(luò)客戶端用于訪問服務(wù)器的網(wǎng)段。
在正常工作的狀態(tài)下，客戶端網(wǎng)絡(luò)通過一臺服務(wù)器訪問數(shù)據(jù)，服務(wù)器通過客戶端網(wǎng)絡(luò)向外提供服務(wù)。 當服務(wù)器失效的時候，另一臺服務(wù)器就會接管這臺服務(wù)器的任務(wù)。由于所有的用戶數(shù)據(jù)通過前面所提到的內(nèi)部高速網(wǎng)絡(luò)，鏡像在另一臺服務(wù)器中的"輸出盤"，這時網(wǎng)絡(luò)客戶端可以通過備份服務(wù)器繼續(xù)訪問這些數(shù)據(jù)。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)在經(jīng)過了短暫的停頓之后，又可以恢復(fù)了。
◆ 分區(qū)鏡像實現(xiàn)方案
采用分區(qū)鏡像在采用鏡像方式的高可用性方案中也很廣泛。分區(qū)鏡像和磁盤鏡像方式的一個區(qū)別是，分區(qū)鏡像可以采用更少的硬盤數(shù)目，減少成本。
·系統(tǒng)要求：
雙節(jié)點IBM Netfinity 服務(wù)器
節(jié)點各自的系統(tǒng)分區(qū)
節(jié)點各自的高可用分區(qū) （互為鏡像）
內(nèi)部高速連接
客戶端網(wǎng)絡(luò)
串行連接（心跳線）
·工作方式及特點：
圖4-3，是分區(qū)鏡像的原理示意圖。圖中左邊的服務(wù)器（Node A）和右邊的服務(wù)器（Node B）分別運行不同的服務(wù)。兩臺服務(wù)器通過內(nèi)部的高速網(wǎng)絡(luò)連接在一起。圖中（內(nèi)部高速互連）是內(nèi)部專用網(wǎng)段，用于傳輸兩臺服務(wù)器之間的鏡像數(shù)據(jù)。兩臺服務(wù)器中各自擁有一個系統(tǒng)分區(qū)，系統(tǒng)分區(qū)是用于安裝服務(wù)器的操作系統(tǒng)。在兩臺服務(wù)器中除系統(tǒng)分區(qū)外，還有一個"高可用分區(qū)"，"高可用分區(qū)"是用于存儲用戶的數(shù)據(jù)或者是高可用應(yīng)用程序的代碼。兩臺服務(wù)器中的"高可用盤"相互鏡像。
在兩臺服務(wù)器之間，通過內(nèi)部的高速網(wǎng)絡(luò)連接，傳輸鏡像的數(shù)據(jù)。這樣在一臺服務(wù)器中所有的用戶數(shù)據(jù)都可以通過這一組"鏡像分區(qū)"，網(wǎng)絡(luò)客戶端對于一臺服務(wù)器的任何數(shù)據(jù)的改動都可以實時的復(fù)制到另一臺服務(wù)器的"輸出分區(qū)"中。
總之，通過磁盤鏡像的方法雖然可以大大降低硬件費用，但只限于兩臺服務(wù)器間的相互備份，并且占用CPU,I/O口資源,對系統(tǒng)的性能影響較大,不適于承擔較重任務(wù)的系統(tǒng)。
4.2采用共享存儲設(shè)備的高可用性群集解決方案
·系統(tǒng)要求：
兩臺Netfinity 服務(wù)器
MS Windows NT企業(yè)版
共享的磁盤存儲設(shè)備EXP15
ServeRAID 陣列控制卡
內(nèi)部連接網(wǎng)絡(luò)
客戶端服務(wù)網(wǎng)絡(luò)
其他附件
·工作方式及特點：
這種群集方式的實現(xiàn)，是通過兩臺服務(wù)器共享一個外部的磁盤存儲設(shè)備，所有要求高可用的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序代碼存儲在共享的設(shè)備中，兩臺服務(wù)器分別對磁盤存儲設(shè)備具有訪問權(quán)。當一個服務(wù)器發(fā)生失效的時候，另外一個服務(wù)器仍然可以對共享存儲設(shè)備中的數(shù)據(jù)進行訪問，客戶端網(wǎng)絡(luò)的訪問，可以由這臺服務(wù)器繼續(xù)維持。
IBM ServerRAID 3H 群集方案，支持 MSCS （Microsoft Cluster Server）。目前MSCS 可以支持兩個節(jié)點。節(jié)點A 和節(jié)點B 分別是兩臺相同配置的IBM PC Server 或 Netfinity 服務(wù)器，通過MSCS 邏輯上生成一個虛擬的服務(wù)器，通過這個虛擬的邏輯服務(wù)器向外提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。
圖中的兩臺服務(wù)器分別具有一個本地盤用于安裝 Windows NT 操作系統(tǒng)。服務(wù)器中分別安裝由兩塊網(wǎng)卡，其中一組網(wǎng)卡用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的提供（圖中客戶端網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)段），另一組網(wǎng)卡通過一條心跳網(wǎng)線構(gòu)成了一個內(nèi)部互連的高速網(wǎng)絡(luò)，這個高速網(wǎng)絡(luò)是用于兩臺服務(wù)器之間的信息傳遞。在服務(wù)器中分別安裝一個或多個ServerRAID 3H 控制卡，通過 ServerRAID 3H 可以實現(xiàn)服務(wù)器的內(nèi)部和外部的陣列，同時通過該控制卡連接共享的存儲設(shè)備（圖中所示的共享SCSI 總線）。所有要求維護高可用性的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序代碼都存儲在共享的存儲設(shè)備中，這也是該方案的關(guān)鍵部分。服務(wù)器中的 ServerRAID 3H 的第三個通道相互連接在一起構(gòu)成SCSI 內(nèi)部互連，這個連接是用于兩臺服務(wù)器之間陣列信息的同步 。
IBM 基于ServerRAID 3H 的群集方案，可以支持節(jié)點級和資源級的保護。
·節(jié)點級保護：
在任何時候，如果一個服務(wù)器失效，在這個服務(wù)器上運行的所有應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)服務(wù)都會在另外一臺服務(wù)器上重新啟動，共享存儲設(shè)備的控制權(quán)從失效的服務(wù)器上轉(zhuǎn)移到運行的服務(wù)器。運行的服務(wù)器可以繼續(xù)支持群集的虛擬服務(wù)器，通過群集的虛擬服務(wù)器，用戶的網(wǎng)絡(luò)訪問可以繼續(xù)進行。從而實現(xiàn)節(jié)點的保護。 ·資源級保護：
如果一個服務(wù)器所運行的某個進程發(fā)生失效，該失效的進程會通過群集監(jiān)視器被檢測到，之后通過群集服務(wù)在另一臺服務(wù)器上重新啟動，通過虛擬的 服務(wù)器繼續(xù)向外提供服務(wù)。對于原服務(wù)器上所運行的其他進程和服務(wù)不會受到失效進程的影響。
另外，IBM公司還提供共享SSA存儲設(shè)備方案和共享共享光纖通道（Fibre Channel）存儲設(shè)備方案。通過SCSI 接口共享外部存儲設(shè)備，這種方案雖然增加了外設(shè)費用，但是由于采用該方案,可以實現(xiàn)雙機的監(jiān)控管理,而對系統(tǒng)性能影響很小，極大的提高了系統(tǒng)的可用性及可擴展性。
5、HP NetServer"超級保障"高可用性解決方案
在前面提到的IBM公司的磁盤鏡像和共享外部存儲設(shè)備兩種服務(wù)器群集高可用性解決方案中，我們可以看出這兩種解決方案使服務(wù)器的可用性等級達到高可用性等級，即正常運行時間為99.9%，宕機時間為8.5小時/年。有些人要說這種解決方案還是不能滿足要求，的確，在電視臺普遍采用硬盤播出的今天，人們希望的看到的是服務(wù)器永不宕機�，F(xiàn)在，人們又在追求所謂"五個9"的正常運行時間（99.999%的在線正常運行時間），這是一個非常高水平的可靠性和保護。這類性能稍高于每年315秒的停機時間，或者用銷售/交易的行話來說，"一年丟失的30秒的廣告不超過10個。" 為此，惠普公司率先在推出?quot;超級保障"解決方案，使得99.999％的高可用性指日可待。
惠普公司在雙機雙控容錯解決方案的基礎(chǔ)上，提出的"超級保障"解決方案可用性極高，每年只有5分鐘的計劃外停機時間，正常運行時間達99.999%，比雙機系統(tǒng)提高100倍。同時，這種"超級保障"高可用性方案并沒有對相關(guān)軟件、硬件提出更高的要求，它只需要標準的hp netserver、標準的Microsoft Windows Nt Server以及不需修改的"off－the－shell"應(yīng)用程序，如Microsoft Exchange等，因此用戶不必去購買專有的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)、中間件及應(yīng)用。
系統(tǒng)由四臺服務(wù)器組成，每兩臺構(gòu)成一個單元，如圖5-1所示。圖中左邊為單元1，右邊為單元2，兩邊完全對稱。每個單元中的兩臺服務(wù)器通過高速的PCI接口和光纖相連，Marathon接口卡（MIC）能夠驅(qū)動兩臺服務(wù)器之間發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，組成了一個完整的系統(tǒng)單元。其中一臺服務(wù)器稱為計算單元（Compute Element，CE）,它運行用戶所有的應(yīng)用程序；另一臺稱為輸入/輸出處理器（I/O Processor，IOP），它進行所有的輸入/輸出處理。所有的輸入/輸出請求都是由計算單元（CE）轉(zhuǎn)到輸入/輸出處理器進行處理，而CE不進行任何輸入/輸出處理。IOP上運行E4000軟件，完成故障處理、磁盤鏡像、系統(tǒng)管理和再同步工作。
兩個單元之間通過光纖和MIC卡相互連接。兩臺CE運行Marathon專利同步技術(shù)和執(zhí)行應(yīng)用程序。磁盤鏡像是通過兩邊的IOP重復(fù)寫磁盤實現(xiàn)RAID1，因此不需要專門的RAID控制器。當一臺CE發(fā)生故障時，另一臺CE馬上在配置中移去故障的CE，并保持系統(tǒng)繼續(xù)運行。故障的CE然后被物理上移走，修復(fù)，再連接，最后開機。這臺CE使用高速連接的線路，通過同步另一臺CE的狀態(tài)而重新加入系統(tǒng)中。此外，當一臺IOP發(fā)生故障時，另一臺IOP能保持系統(tǒng)繼續(xù)運行。故障的IOP然后被物理上移走，修復(fù)，再連接，最后開機。在E4000軟件開始運行后，修復(fù)的IOP自動被加入系統(tǒng)。
◆ 硬件組成：
◆ 軟件特點：
Marathon管理器是本系統(tǒng)的管理軟件。它是一個能夠使你監(jiān)視和管理系統(tǒng)的標準Windows NT應(yīng)用程序，具有標準的圖形化界面的Marathon管理器主要能夠?qū)崿F(xiàn)以下功能：
·顯示系統(tǒng)及其各個部件的狀態(tài)，包括計算單元、輸入/輸出處理器、互連、鍵盤、鼠標、以太網(wǎng)連接等；
·發(fā)布管理系統(tǒng)及其各個部件的命令，包括啟用或禁用系統(tǒng)部件；
·獲取系統(tǒng)的統(tǒng)計信息，包括以太網(wǎng)計數(shù)器；
·確定鏡像磁盤組的狀態(tài)；
·可以啟動Marathon配置工具和Windows NT管理工具；
·使用網(wǎng)絡(luò)連接或微軟遠程訪問服務(wù)器（RAS）可以通過一個遠程工作站管理系統(tǒng)。
6、構(gòu)建群集系統(tǒng)的原則
6.1群集與管理
所有關(guān)于群集的討論必須包含對系統(tǒng)及管理網(wǎng)絡(luò)的考慮。資源需求大，運行關(guān)鍵任務(wù)的企業(yè)級環(huán)境對群集很感興趣，比如電視行業(yè)。因為它們不能承擔意外停機造成的損失。服務(wù)器群集十分復(fù)雜，而復(fù)雜的技術(shù)又往往會引入許多人為的錯誤，因此系統(tǒng)應(yīng)有網(wǎng)絡(luò)資源管理、系統(tǒng)監(jiān)測管理，并具有可以簡化管理過程的工具。
把群集僅僅視為單一系統(tǒng)或把它僅僅視為分立的服務(wù)器，持這兩種觀點的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)管理軟件是不能勝任工作的。對服務(wù)器群集的有效管理需要集成上述兩種觀點，當我們觀察群集上運行的一個應(yīng)用程序時，需要單一系統(tǒng)觀點；另一方面，當我們試圖區(qū)分、定位一個出錯部件時，又需要分立服務(wù)器觀點。如果管理系統(tǒng)不能提供必須的監(jiān)測及管理能力，那么服務(wù)器群集是不能在重要的應(yīng)用環(huán)境中投入使用的。
6.2群集與成本
我們知道，并不是所有的服務(wù)器安裝都需要或能支付得起群集提供的系統(tǒng)級冗余。因此我們需要對比一下是系統(tǒng)發(fā)生故障所造成的損失大，還是購買及管理一個群集系統(tǒng)的費用高，使配置從群集中獲益。
圖6-1: 服務(wù)器群集可用性等級
服務(wù)器系統(tǒng)用戶對可用性有一系列要求：從最基本的每個服務(wù)器系統(tǒng)都具有一定級別的品質(zhì)和可靠性，到最高級別------具有容錯能力，即在任何情況下，服務(wù)器都能連續(xù)操作。（如圖6-1所示）當一個服務(wù)器系統(tǒng)達到了最基本的品質(zhì)與可靠性后，服務(wù)器制造商將會提供多種方法實現(xiàn)故障的自動恢復(fù)：其中包括數(shù)據(jù)備份，ECC內(nèi)存，內(nèi)存更新，不間斷電源和服務(wù)器自動重啟。如果想獲得更高層次的可用性，就需要有一定的部件冗余，包括（UPS）磁盤（RAID），配置（ASR）, 雙控制器，熱插拔冗余電源�？捎眯缘倪@三個等級只涉及到單插拔服務(wù)器的可靠性。只有這些方法被有效使用的前提下，用戶才能嘗試系統(tǒng)或應(yīng)用程序級的冗余策略。
值得注意的是，顧客對可用性的級別要求得越高，系統(tǒng)成本就會越高。（如圖6-2所示）。
盡管容錯系統(tǒng)性能非常好，但同時也非常昂貴的。顧客必須清楚為達到高可用性，自己必須付出的代價。
當系統(tǒng)發(fā)生故障時，企業(yè)會遭受直接和間接的雙重損失。舉例來說，直接損失包括因訂購信息丟失而失掉的收益；間接損失也許得包括當系統(tǒng)最終恢復(fù)時為處理訂購而必須付出的加班費。這兩個例子正好也是另外一種區(qū)分標準下的兩類損失：與內(nèi)部人員相關(guān)的損失（服務(wù)器停機時無事可作）；一類是與外界客戶相關(guān)的損失（失去業(yè)務(wù)）。必須考慮兩種類型的損失。
圖6-2：系統(tǒng)可用性層次
高可用性群集涉及計劃內(nèi)與計劃外停機。例如，當系統(tǒng)管理員要進行備份或其它系統(tǒng)服務(wù)時，他可以把這一活動定在某個時間進行，對最終用戶的損害要小得多。有時，系統(tǒng)處于運行狀態(tài)，比如說計算機24X7，而系統(tǒng)管理員卻要執(zhí)行上述任務(wù)。在這種情況下，大多數(shù)群集系統(tǒng)允許管理員把關(guān)鍵任務(wù)轉(zhuǎn)移到另外一個節(jié)點上，進行系統(tǒng)備份；而此時用戶仍然可以使用應(yīng)用程序。計劃外停機被定義為無法預(yù)知的停機，比如系統(tǒng)掛起或硬件故障。群集軟件將檢查故障并把應(yīng)用程序移到替換服務(wù)器上，對用戶的影響減少到最小。一個非群集系統(tǒng)由于計劃外、計劃內(nèi)停機所造成的損失，在進行群集方案評估時，也必須被引入考慮。
6.3服務(wù)與支持
在企業(yè)級環(huán)境中，為達到高可用性，僅僅正確選擇軟件、硬件是不夠的。我們已經(jīng)觸及到了必須的一些物理與結(jié)構(gòu)上的變化；其實能得到適當?shù)淖稍兣c支持同樣十分重要。當系統(tǒng)已經(jīng)建好并投入運行后，得到合理的服務(wù)十分關(guān)鍵；而在計劃階段就向?qū)＜疫M行咨詢，則是獲得長期成功的重要保證。
【視頻信號數(shù)字化處理后所帶來的信號損傷的種類及特點】相關(guān)文章：
視頻信號數(shù)字化處理后所帶來的信號損傷的種類及特點08-06
視頻信號數(shù)字化處理后所帶來的信號損傷和畸變的種類及特點08-06
電視信號的實時監(jiān)測與數(shù)字化處理08-06
數(shù)字視頻信號的長線傳輸08-06
高速視頻信號的光纖傳輸系統(tǒng)設(shè)計08-06
理論課---運動損傷的預(yù)防及處理08-16