本书详细介绍了Sun Cluster 3.0软件在企业群集系统中的应用。主要讲解了Sun Cluster 3.0软件的结构、特性以及它在解决数据的同步、数据的高速缓存、数据的备份与群集系统的各种故障等多方面的应用，并且提供了如何使用该软件技术的详细示例。本书可供对群集系统技术具备不同程度的经验和知识的读者阅读。
本书是在Sun公司的Sun BluePrints项目的支持下出版的。主要针对从事群集系统设计的系统设计师和系统工程师。它描述了群集计算机系统的基本系统工程的概念，并且比较详细地介绍了各种解决方案和它们的利弊。
系统工程是要全面回答系统实际应用中出现的某些问题，而这些问题的答案是建立在科学和技术的基础之上的[Ramo 65]（参见本书后的参考文献）。系统工程师要负责处理好人与工艺流程和技术之间的平衡以及各种复杂的多元化问题。他们要将大量的组件、不必要的模式、不完整的要求、不确定的答案、各种外部条件的可能性、复合系统的测试以及作为技术基础的所有自然科学结合在一起。本书对于特定工程设计方案的介绍只是一带而过，它的重点是讲述群集计算机系统设计中反复使用的各个基本概念。
本书介绍了许多关于如何有效地使用群集系统技术的详细例子，并且提供了关于Sun Cluster 3.0系统（以下简称为Sun Cluster 3.0）的特性和功能方面的信息。
书中贯穿了3个基本概念，即故障、同步和仲裁。在系统设计的所有层次上都要反复谈到这3个概念。
首先，复合系统发生故障的原因往往也很复杂。采用群集系统后，可以防止发生某些这样的故障。当采用和维护群集系统的成本小于因为服务中断而导致的损失时，企业就会使用群集系统。虽然你可以预测群集系统上托管的服务发生故障时的各种情况，但仍需努力设计出非常出色的群集系统，以满足企业的需求。
其次，群集系统使用设备的冗余配置来确保任何单个故障点不会影响对数据的访问。但是，给系统添加设备的冗余配置肯定会带来同步问题，也就是说数据的多个拷贝必须保持同步，否则就会导致混乱。
再次，设备的冗余配置和故障会带来仲裁的问题。假设有两个数据拷贝失去了同步，那么究竟哪个拷贝的数据是正确的呢？同样，当你对数据进行服务操作时，总是希望不会在自己不知道的情况下有人对同样的数据执行了其他的数据服务操作。这些仲裁问题是通过群集系统的基础结构提供的服务程序来解决的。
Sun BluePrints项目
Sun公司的Sun BluePrints项目的目的是为Sun公司的客户提供使用Sun公司的产品在数据中心内建立可靠的、广泛的和安全的信息系统所需要的技术知识。该项目提供了一个框架，用于确定、开发和分配适用于整个Sun公司产品系列的最佳实用信息。从事各种不同领域的技术课题研究的专家都为该程序的制订和实施贡献了力量，并且他们重点解决了信息的范围和作用等问题。
Sun公司的Sun BluePrints项目包括有关的著作、指南和在线论文。通过这些载体，Sun公司提供了产品的指导、安装和实现等方面的经验，实际应用的环境，以及最近取得突破的技术信息。
若要查看电子月刊《Sun BluePrints OnLine》，请访问网址http://www.sun.com/blueprints。若要得到关于对Sun BluePrints项目的更新信息，请在该站点上进行注册。
本书的读者对象
本书主要供对群集系统技术具备不同程度的经验和知识的读者阅读。本书在介绍Sun Cluster 3.0软件的特性和功能的同时，还提供了许多如何使用该软件技术的详细例子。
阅读本书前你应该具备的条件
你应该熟悉基本的系统体系结构和设计原理，还应该知道Solaris运行环境的管理和维护功能。你也应该了解标准的网络协议和网络拓扑。
本书的内容编排
本书分为6章和4个附录，主要内容如下：
第1章介绍群集系统试图解决的问题。该章的重点放在故障、同步和仲裁这3个方面上。复合系统发生故障的情况往往也很复杂；因此，系统工程师的头脑里首先要考虑到各种故障将会对系统产生什么样的影响。同步是使两样（或更多）东西看起来像一个东西的关键，这对于冗余系统来说是非常重要的。仲裁是个决策过程，这是当一个事件发生或者不发生时系统要做的一项工作。
第2章讲述企业群集计算时使用的基本构件，即文件、数据库、名字服务程序、应用服务程序和Web服务程序等，同时，该章还要介绍群集系统技术为什么能够使这些构件具备很高的可用性和可伸缩性。
第3章描述Sun Cluster 3.0软件的体系结构。这是使用Sun公司的软件产品来建立连续可用的服务程序的基础。Sun Cluster 3.0软件包含许多先进的特性，使得系统设计师能够从服务的角度而不是软件的角度来进行应用程序的设计。
第4章介绍Sun Cluster 3.0的管理服务器举例。该章描述了基础结构的服务程序和一个首先提供这些服务程序的管理服务器。该管理服务器将用于后面各章介绍的群集系统解决方案中。
第5章和第6章讲述两个虚构的实例研究。一个是低成本的文件服务器，另一个是在线数据库服务器。每个实例研究都对企业的业务情况进行了介绍，并且定义了客户的要求。这些解决方案可以用于建立设计中的各个要素的优先级，以便指导系统设计师在系统设计中对各种方案进行利弊的权衡。接着，这两章介绍了系统的设计，讲述了系统设计的方法，并且详细探讨了系统设计师需要进行利弊权衡的某些设计问题。
附录A包含用于新型Sun Cluster 3.0产品的一系列设计检查表。
附录B深入介绍新型Sun Cluster 3.0产品的开发过程，并且对Sun Cluster 2.2与Sun Cluster 3.0的特性进行了比较。
附录C讲述支持高可用性服务程序的数据中心设计的指导原则。
附录D简单介绍系统设计师和系统工程师在设计和分析高可用性系统时可以使用的各种工具。
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有关的参考书目
下面这个列表列出了提供非常有用的辅助信息的图书。
标 题 作者和出版社 ISBN号/产品号/URL
命令中的shell提示符举例
下面列出了C shell、Bourne shell和Korn shell的默认系统提示符和特权用户的命令提示符。
shell 提示符
C shell machine _name%
C shell特权用户 machine_name#
Bourne shell和Korn shell $
Bourne shell和Korn shell特权用户 #
作者简介
Richard Elling是Sun公司负责企业解决方案的主要工程设计师。他曾经担任Sun公司的现场系统工程师5年，并曾荣获1996年Sun公司最佳年度全球现场系统工程师的称号。在他加入Sun公司之前，曾经是Auburn大学工程学院的网络支持经理，还担任过一家新兴的微电子公司的设计工程师，并且在美国国家宇航局（NASA）工作过，为航天飞机任务从事过电子设计和实验集成工作。
Tim Read是Sun公司驻英国联合技术机构的高端系统部的首席顾问。从1985年以来，他一直在英国的计算机行业中工作，并且于1990年加入了Sun公司。他获得了伯明翰大学的天体物理学学士学位。作为大学本科学习内容的一部分，他选修了Sun公司的群集系统方面的课程。目前他从事Sun Cluster软件的教学和写作工作。
（美）Richard Elling,Tim Read：暂无简介
王建华 王卫峰：暂无简介
目前，越来越多的企业都依靠计算机来从事它们的经营活动，并且希望每天24小时都能够得到计算机系统连续不断的服务。虽然计算机系统的可靠性正在不断提高，但是，计算机的运行难免会发生故障。为了提高计算机系统的性能和可用性，许多企业都建立了计算机群集系统，以便在某一台或某几台计算机发生故障时，其他计算机能够取而代之继续运行，从而为企业提供不间断的服务。
为了适应企业建立群集系统的需要，Sun公司推出了群集系统软件Sun Cluster 3.0，为企业的群集系统设计提供了出色的解决方案，用于解决数据的同步、数据的高速缓存、数据的备份以及群集系统各种故障的处理等多方面的问题。Sun Cluster 3.0推出了许多新的全局特性，比如全局硬盘、磁带、CD-ROM、全局文件服务程序和全局网络功能等，并且加强了Sun Cluster 3.0对各种高可用性应用程序的支持。本书对Sun Cluster 3.0软件的特性进行了全面而详细的介绍。
本书共分6章和4个附录。第1章介绍企业建立群集系统时试图解决的各种问题。重点讲述如何进行故障、同步和仲裁的处理等3方面的问题。第2章讲述企业群集系统进行信息处理时使用的基本构件，即文件、数据库、名字服务程序、应用服务程序和Web服务程序等。第3章描述Sun Cluster 3.0软件的体系结构。这是使用Sun公司的软件产品来建立连续可用的服务程序的基础。第4章介绍Sun Cluster 3.0的管理服务器的一个例子。第5章和第6章讲述了两个虚构的实例研究。一个是低成本的文件服务器，另一个是在线数据库服务器，用于指导系统设计师在群集系统设计中对各种方案进行利弊的权衡。
附录A列出了用于新型Sun Cluster 3.0产品的一系列设计检查表。附录B深入介绍新型Sun Cluster 3.0产品的开发过程，并且对Sun Cluster 2.2与Sun Cluster 3.0的特性进行了比较。附录C讲述支持高可用性服务程序的数据中心设计的指导原则。附录D简单介绍系统设计师和系统工程师在设计和分析高可用性系统时可以使用的各种工具。
本书由王建华和王卫峰翻译。译文中的不妥之处敬请读者批评指正。
第1章 群集系统和复合系统的设计问题 1
1.1 企业建立群集系统的理由 1
1.1.1 风险评估 2
1.1.2 成本估算 2
1.2 复合系统中出现的故障 4
1.2.1 故障检测 6
1.2.2 故障隔离 7
1.2.3 故障报告 8
1.2.4 故障封锁 9
1.2.5 发生故障后的系统重新配置 10
1.2.6 故障预测 10
1.3 数据同步 11
1.3.1 数据的惟一性 11
1.3.2 复杂性和可靠性 11
1.3.3 同步技术 12
1.4 仲裁方案 14
1.4.1 非对称仲裁 15
1.4.2 对称仲裁 15
1.4.3 表决与定额选举 16
1.5 数据高速缓存 16
1.5.1 成本与等待时间之间的权衡 17
1.5.2 高速缓存的类型 18
1.5.3 高速缓存的同步 18
1.6 超时 19
1.6.1 稳定的系统 20
1.6.2 不稳定的系统 21
1.6.3 稳定性问题 21
1.7 群集系统中的故障 22
1.7.1 误建分区故障 22
1.7.2 多实例故障 22
1.7.3 配置信息过时故障 22
1.8 小结 22
第2章 企业群集计算时使用的基本构件 24
2.1 数据存储库与基础设施服务程序 24
2.1.1 文件服务程序 24
2.1.2 数据库服务程序 25
2.1.3 邮件服务程序 27
2.1.4 名字服务程序 27
2.2 商务逻辑与应用服务程序 28
2.2.1 打包的商业解决方案 29
2.2.2 应用程序服务器 30
2.3 用户访问服务程序：Web Farm 32
2.4 计算机群集系统 34
2.4.1 分布式群集系统 34
2.4.2 并行处理 34
2.4.3 高性能计算 34
2.4.4 Sun公司的HPC群集系统 35
2.4.5 Sun Grid Engine软件 37
2.5 建立分布式应用程序所使用的技术 37
2.5.1 CORBA 37
2.5.2 JXTA 38
第3章 Sun Cluster 3.0的体系结构 39
3.1 系统体系结构 39
3.1.1 企业信息处理系统的基础结构 40
3.1.2 Service Point体系结构 40
3.1.3 容错系统 40
3.1.4 高可用性与重大故障的恢复 41
3.1.5 被删除和被破坏的数据的恢复 43
3.2 内核的基础结构 43
3.2.1 内核框架 44
3.2.2 复制拷贝的管理 46
3.2.3 小型事务处理 46
3.3 系统特性 47
3.3.1 存储器拓扑 47
3.3.2 群集系统设备的连接 50
3.3.3 全局设备 51
3.3.4 全局文件服务系统 53
3.3.5 全局网络服务 62
3.3.6 专用互连 64
3.3.7 群集系统的配置控制 67
3.4 群集系统的故障 69
3.4.1 故障检测 69
3.4.2 可恢复的故障 72
3.4.3 无法恢复的故障 73
3.4.4 故障的报告 74
3.5 同步问题 74
3.5.1 数据服务程序和应用程序代理 75
3.5.2 并行服务程序 80
3.6 仲裁 80
3.6.1 群集系统的成员 80
3.6.2 CMM的重新配置进程 82
第4章 管理服务器 86
4.1 设计目标 87
4.2 管理服务器提供的服务 88
4.3 控制台提供的服务程序 88
4.3.1 JumpStart 88
4.3.2 综合性群集系统节点的消息 89
4.3.3 AnswerBook2文档服务器 89
4.3.4 Sun Management Center Server 89
4.3.5 Solaris Management Console 90
4.3.6 NTP服务器 91
4.4 Sun Ray服务器 92
4.5 Sun StorEdge SAN冲浪器 92
4.6 Sun Explorer数据收集器 93
4.7 Sun远程服务程序 93
4.8 软件栈 94
4.9 硬件部件 94
4.10 网络配置 95
4.11 系统管理 96
4.12 备份、还原和恢复 96
4.12.1 管理服务器 96
4.12.2 磁带备份 97
4.12.3 CD和DVD 97
4.12.4 直接连接的磁带驱动器 97
4.12.5 Web Start Flash技术 97
4.12.6 JumpStart软件 98
4.13 小结 98
第5章 实例研究1—文件服务器群集
系统 99
5.1 对Firm公司的描述 99
5.2 设计目标 99
5.2.1 业务要求 99
5.2.2 对服务器的要求 100
5.2.3 群集系统的服务 100
5.2.4 预期的服务水平 100
5.2.5 设计优先级 101
5.3 群集系统软件 102
5.4 推荐的硬件配置 106
5.4.1 管理服务器 107
5.4.2 节点 107
5.4.3 引导环境 108
5.4.4 共享存储器 108
5.4.5 网络与互连 109
5.4.6 环境 111
5.4.7 数据的备份、还原和恢复 112
5.5 小结 114
第6章 实例研究2—数据库群集系统 115
6.1 对Company公司的描述 115
6.2 信息技术部门 116
6.3 设计目标 116
6.4 业务要求 118
6.5 系统要求 119
6.5.1 必要的服务系统 119
6.5.2 期望达到的服务水平 119
6.6 设计优先级 120
6.6.1 可用性 120
6.6.2 可靠性 121
6.6.3 可服务性 121
6.6.4 安全性 121
6.6.5 恢复 122
6.6.6 成本 122
6.6.7 性能 122
6.7 群集系统软件 122
6.7.1 仲裁 124
6.7.2 锁的控制权 125
6.7.3 加入群集系统的节点 125
6.7.4 退出群集系统的节点 125
6.7.5 崩溃的恢复 126
6.7.6 自动重新分配锁的控制权 126
6.7.7 同步 126
6.7.8 本地GCS锁定方式与全局GCS琐定
方式 127
6.7.9 数据的高速缓存汇聚的举例 127
6.8 推荐使用的硬件配置 129
6.8.1 管理服务器 129
6.8.2 节点 130
6.8.3 引导环境 133
6.8.4 共享存储器 136
6.8.5 网络互连 139
6.8.6 环境要求 141
6.8.7 备份、还原和恢复 143
6.9 小结 144
附录A Sun Cluster 3.0的设计检查表 145
附录B Sun Cluster技术的发展历史
和发展前景 151
附录C 数据中心设计的指导原则 162
附录D 工具 171
术语表 181
参考文献 189
