目前，双机和集群采用的操作系统主要有UNIX、Linux、BSD及微软公司的WindowsNT/2000。随着Linux的迅速发展，稳定性、安全性及功能的不断增强，人们对Linux的使用越来越广泛，Linux已成为服务器市场中的一个重要操作系统，基于Linux的双机和集群系统也越来越多。
Linux集群的主要优点有：高可靠性、高性能、低成本等等。
1、概述
1.1 实现目的
双机热备份（HotStandby）是一种软硬件相结合的高可靠性应用方案。双机热备系统由两台独立的服务器以及相应的控制软件构成，两台服务器在网络中表现为单一的系统，对外表现为一个独立的网络IP，并以单一系统的模式进行控制和管理。该系统将两台服务器的数据和运行状态（包括硬盘数据和内存数据）进行镜像，可以实现两台服务器之间的热备份，并能够做到无缝切换，从而对外提供稳定可靠的服务，实现双机系统的高可用性解决方案。
1.2 功能概述
双机热备份系统由相应的应用软件进行控制，操作系统和应用程序安装在两台服务器的系统盘上。每一台服务器分配一个固定的IP地址，此外还指定了一个独立IP地址作为集群IP（clusterIP），该IP是双机系统对外提供服务的接口。
两台服务器一台成为主节点（Primary Server），另一台成为从节点（StandbyServer），主节点与从节点之间保持固定时间间隔的心跳信号，通过心跳信号实现两个对等系统之间的周期性的握手，从而能够监视对方的运行状态，进行主机及网络的故障检测。
在系统正常情况下，主节点占用系统资源并运行所有的服务，为信息系统提供支持，从节点通过心跳信号监视主节点的运行情况。一旦主节点发生故障（如主机故障，网络故障，软件故障等），从节点就会自动接管（TakeOver）主节点的资源和服务，继续支持信息的运营，从而保证整个双机系统能够不间断的运行（Non-Stop）。主节点在恢复运行后，又可以自动获取资源并取代从节点。
1.3 运行环境
在集群系统的实现方案中双机热备份系统是硬件配置最简单和价格最低廉的解决方案，通常镜像服务的硬件配置需要两台独立的服务器，每台服务器有独立的操作系统硬盘和数据存贮硬盘，每台服务器有提供网络连接功能的网卡，此外还可以有一对完成内部连接和数据镜像功能的网卡。
双机系统的两台服务器拥有共享的数据存储空间（可以是一个数据存储硬盘或一台专门的数据存储服务器）。任何一台服务器在运行服务时，从共享的数据存储空间内读取和存储数据。每台服务器的操作系统和应用程序文件存储在各自的本地存储空间上。
双机热备份系统采用内存镜像的技术，即把两台服务器的数据和运行状态（包括硬盘数据和内存数据）进行镜像。这个技术的优点是所有的应用程序和操作数据在两台服务器上镜像同步，当主节点出现故障时，从节点可以在几乎没有延迟的情况下接管主节点运行的服务，从而实现无缝切换和热备份。该技术的缺点是，由于两台服务器的内存完全一致，当由于系统应用程序带有缺陷而导致系统宕机时，两台服务器会同步宕机。
也可以在双机系统中使用第三方生产的磁盘阵列柜，在磁盘阵列柜中安装有磁盘阵列控制卡，阵列柜可以直接将柜中的硬盘配置成为逻辑盘阵。该结构不采用内存镜像技术，因此需要有一定的切换时间，同时由于所有的数据全部存贮在磁盘阵列柜中，当主节点出现故障时，从节点接替主节点，从磁盘阵列柜中读取数据，所以不会产生数据不同步的问题。由于这种方案不需要网络镜像同步，因此这种集群方案服务器的性能要比镜像服务器结构高出很多。
双机热备份系统的两台服务器通过内部局域网进行连接，通过周期性的心跳信号保持通信和进行相互监视。两台服务器之间可以采用多种连接方式，可以使用串口线，也可以通过以太网ethernet进行连接，还可以采用并存的多种连接方式实现两台主机的多重互连。如果双机系统有冗余连接，在第一条通信路径失效的情况下，控制软件可以尝试使用第二条通信路径进行连接。因此，为了避免不必要的失效切换，最好建立两种以上独立的物理路径，使用至少两种心跳。
双机热备份系统具有配置简单，使用方便，价格低廉等诸多优点，但由于镜像服务器需要采用网络方式镜像数据，通过镜像软件实现数据的同步，因此需要占用网络服务器的CPU及内存资源，造成服务器的性能有所降低。
1.4 软件需求