何谓高可用度？
在规划一套完善的高可用度（High Availability, HA）系统之前，必须先了解单点失效（Single Point of Failure）。单点失效的定义很简单：一旦失效，就可能导致系统无法稳定运作的组件。换言之，一般服务器的所

有原件，例如CPU、电源供应器、主机板、硬盘、内存乃至电源线、系统风扇，都属于单点失效，因为这些组件一旦损坏，几乎都可能导致系统不稳或停机。

同样的，一个系统中唯一的网络端口或网络卡是单点失效，唯一的IDE硬盘也是单点失效。进一步来看，假使企业的防火墙服务器损坏，无法在短时间内藉由其它服务器取代相同功能或维修，并导致整个架构中的其它系统受到影响，那么这台服务器就是单点失效。

解决方法并不难设想：只要把所有可能出状况的组件都准备两套，并确保主要组件损坏、备用组件可立即接手运作，不就什么问题都没了？

这个作法是常见的完全冗余(Full Redundancy)概念，也就是所谓的2N架构，不过还未必能完全解决单点失效的问题。除了考量成本因素，以及硬件本身是否支持冗余及热插拔，还要考量整体环境，如软件有无支持HA、数据异地备援、空调设备的效能、是否有发电机或双电源备援、双电信光纤电缆，乃至人员的门禁管制、远程监控等等多项因素。而文章开头的几个例子也显示，企业为了避免火灾、天灾乃至人为灾害，可能还需要将数据备份于两地的异地备援、数据回存甚至灾害回复的机制。

照这样一环一环的推演下去，建立理想的高可用系统费用可能足以把一家公司给弄垮。因此，IT人员或电信业者必须要审慎考量，该将高可用度以及单点失效确保到何种程度？要便捷而有效的建构一套的高可用度系统，通常指以软、硬件及韧体整合之系统，图标如下：

图1. HA的层级简表

所谓的高可用度，是指系统在各种状况下可顺遂运作的时间(Up-time)，这个数值也可反映出系统在面对CPU、HDD、RAM，乃至I/O卡、软件等异常时，由停机、维修到可顺利运作的时间。传统的分类方式是以可以达到「多少个9」的比率来划分等级，下表为一年365天当中，各等级的系统因故停机的时间。

图2. HA等级与平台的关系图

表1. HA等级划分

从上表可知，层级越低，表示可用度相对较低，越需要硬件规格支持。层级越高，意味着可忍受的停机时间越短，可用度越高、越需要专属软件支持，相对地采购及维护成本也以等比级数增加。对企业主而言，如何在价格、效能及可用度之间取得平衡是一个复杂的课题。

规划一个高可用性系统

CompactPCI有不少先天硬件规格上的优点，因此能顺利的成为电信设备供货商的好伙伴。举例来说：
1. CompactPCI在规格、效能、频宽等方面均优于VME或传统工业计算机。
2. CompactPCI支持完整的热拔插功能
3. 比VME及工业计算机提供更高的版卡密度，可支持更多版卡或更多port通路。
4. CompactPCI为一开放之标准平台，支持多种OS，生产厂商多，兼容性佳。

虽然CompactPCI的价格较VME和传统工业计算机为高，但就整体考量而言，效价比仍是相当优异的。就几乎无法接受系统损坏停机的电信产业而言，通讯设备供货商（TEM）如何规划一个价格合理、性能稳定的高可用性系统呢？

硬件方面，以凌华科技cPCIS-3120/D300系列搭配cPCI-6760D的组合为例。热插拔设计、版卡密度高、弹性化的模块设计，可按照客户需求提供多种Driver Bay设计，是cPCIS-3120/D300机箱最大特点。而cPCI-6760D则是多数OS都支持驱动程序、配有Dual Channel IDE及外接SCSI等特色，是客户需求的主因。

一个2N架构的高可用系统，通常会由以下几个部分所组成：

1. 两个以上的节点（Node, 通常指服务器）。分为主要（Active）和备援（Inactive）两种，原则上节点的硬件配置会大致相同。

2. Heart Beat（心跳线）。为了安全起见，在2N架构的高可用环境中，通常我们会藉由网络或通讯端口来建立Heart Beat，让各节点可侦测彼此的状态是否稳定，以及是否该启动备援机制。

3. 只被Active节点存取的共享磁盘。通常需要搭配一些特定应用程序，例如Rose HA或Dataware之类的软件，确保数据不至于因主要节点与备援节点同时存取导致异常。

4. 网络环境。通常是指TCP/IP的环境，每个节点至少要两个LAN Port。客户端也可透过网络存取主要节点上的应用程序。

总结以上要件，根据前述cPCIS-3120/D300系列搭配cPCI-6760D，下图是在大陆地区的电信产业中常使用的2N架构：

图3. 电信常用的2N架构

在储存装置方面，系统硬盘本身是个容易单点失效的环节。由于cPCI-6760D支持Dual Channel IDE，cPCIS-3120/D300系列可安装Internal RAID Box，因此可以轻易实现内部硬盘的RAID功能。而cPCI-6760D支持Ultra160 SCSI接口，因此可外接SCSI的储存装置，确保数据无虞。通常在选择外接式储存装置时，会选择至少Dual Channel的RAID System。此外，客户也可以直接选择NAS、iSCSI，而不选择透过SCSI接口传输数据。

在实际应用面而言，cPCIS-3120/D300系列支持7个peripheral I/O槽，亦即最多可以插上7片通信版卡。由于CompactPCI有针对热插拔订定规范软件及硬件的规范，因此只要有驱动程序及热插拔支持，即使任一版卡发生异常、升级、换修等状况，都可以在不停机的状况下完成。为了减少单点失效的状况，cPCIS-3120/D300还提供了300W、双电源线输入的冗余电源供应器，以及多个热插拔的风扇。

结语

了解企业需求、评估单点失效的状态，进而选择适当的的软、硬件搭配，是建立一套高可用度平台的基础。前述文章提到，硬件充其量只能提供中上程度的高可用性，但是要将高可用度提升至99.999%的程度，通常都还需要搭配软件支持。

举例来说，在x86＋Linux平台上，常见的HA软件也不少，例如开放原始码团体Linux-HA的HeartBeat， LVS（Linux Virtual Server）、、TurboHA等等，其它如MontaVista也有针对高可用度推出商业软件包Carrier Grade Edition。此外，不少人会选择RoseHA建立储存装置TakeOver的机制，在主要节点失效时由备援节点接手，提升后端储存装置的高可用度。

在SPARC平台上，Sun针对电信产业推出了NetraHA，以提供OS层级的高可用度，在2N的Full Redundancy 架构中确保系统稳定运作。此外，部分客户也会要求使用Sun Solstice Disk Suite进行软件RAID。如果客户还要搭配外部储存装置，那么Proware的Dataware则是个方便的选择。