基于RAID的双机集群系统应用研究摘要：对集群相关技术进行分析，提出了基于RAID的双机集群系统的两种应用模式。该模式通过功能整合和故障过渡技术实现集群系统的高可用性和高可靠性。关键词：磁盘阵列；集群系统；容错；基于通信的列车控制：TP302文献标志码：A：1001－3695(2007)07－0092－02CBTC采用通信技术，通过数据通信网络实现城轨列车与轨旁设备的双向通信以及对列车的控制。它具有技术和经济优势，是城市轨道信号系统的发展方向。CBTC需要安全、可靠和高效的网络服务体系，提供高性能计算、服务器负载平衡及容错机制来保障城轨列车的正常运行。??计算机集群系统可以提高网络服务系统的整体性能。在集群系统中，数据和服务器是网络通信系统的核心，其可靠性和可用性对整个系统至关重要。通过硬件冗余可以提高系统的可用性，但是它只能解决一部分问题，难以满足CBTC对应用、数据库可用性的高要求。本文阐述了RAID技术和双机集群技术的基本原理，提出了基于RAID的双机集群系统的两种应用模式，对于应用和数据库服务器系统是一种有效的解决方法。它可以保障系统运行安全可靠，实现数据的永不丢失及业务系统的永不停机。??1磁盘阵列技术??RAID即冗余廉价磁盘阵列，其技术思想是把多个磁盘用一定的方法组成一个磁盘阵列，通过一些硬件技术和调度算法，由多个磁盘驱动器构成一个逻辑单元，使之成为一个安全可靠性高、速度快、容量大的磁盘存储系统。根据RAID的结构、要求及数据处理特点，将其定义为六个级别，常用的有四个级别。简单描述及特征如表1所示。??RAID的关键技术包括：??(1)硬盘数据跨盘（Spanning）。数据跨盘技术使多个硬盘像一个硬盘那样工作，这样可以通过组合已有的资源或增加一些资源来廉价地突破现有的硬盘空间限制，但它不能改善硬盘的可靠性和速度。??(2)硬盘分段(Striping)。该技术采用并行处理方式把数据写到RAID阵列的所有硬盘上，而不只是写到一个硬盘上。在磁盘阵列系统中，数据以段为单位依次写入多个硬盘。由于数据是顺序传输的，多个读写操作相互重叠进行，速度很快。但是它不能提供数据冗余，可靠性得不到保证。??(3)硬盘镜像(Mirroring)。镜像是把数据同时写入两个独立的硬盘上，当其中一个硬盘出现问题，系统可以访问镜像的硬盘，也可以恢复数据，防止数据意外丢失；但需要双倍的硬盘，性价比低。??(4)奇偶校验(Parity)。它是应用于RAID中的一种冗余技术。奇偶校验位是由数据做逻辑异或（XOR）运算产生的，如果其中一个数据位丢失，可以通过其他位恢复这个数据。在RAID中，故障硬盘通过无故障硬盘上的数据（含校验码）来重建数据，实现硬盘的热备份。??(5)硬盘故障恢复（Rebuilding）。镜像和RAID提供了从硬盘故障中恢复数据的方法。因为数据是有冗余的，即使在某个硬盘发生故障时，系统仍能正常工作，数据有效性提高。??采用双控器可以进一步改善冗余性能，并且可以提高数据传输速度。??2双机集群系统??2．1集群技术??集群技术是新兴起的一项高性能计算技术。它是将一组相互独立的计算机通过网络整合成一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。其目的是实现系统高可靠性和抗灾难性，同时提高系统的可用性和可缩放性。数据和服务器是计算机信息系统的核心，一个服务器集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器，当客户与集群相互作用时，集群就像一个独立的服务器，对用户是透明的。这样的集群系统可以实现数据的永不丢失和系统的永不停机。集群系统通过功能整合和容错技术实现系统的高可用性和高可靠性，集群技术还能够提供相对低廉的总体拥有成本和强大灵活的系统扩充能力。具体来说，集群系统具有以下特点：??(1)集群系统由若干完整的计算机组成，整合了多台计算机的性能，提高了系统的整体计算能力。??(2)集群中的服务器，通过系统的负载转移机制实现负载平衡和容错任务。??(3)在数据存储中，采用磁盘阵列技术提高存储系统的容量、数据读写速度和可靠性，使系统存储性能得以大幅度提高，并实现数据的容错。??(4)可实现单一系统映像，即操作控制、IP登录点、文件结构、存储空间、I/O空间、作业管理系统等的单一化。(5)在集群系统中...