一、什么是服務(wù)器集群?

集群(Cluster)是由兩臺或多臺節(jié)點機(服務(wù)器)構(gòu)成的一種松散耦合的計算節(jié)點集合，為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或應(yīng)用程序(包括數(shù)據(jù)庫、Web服務(wù)和文件服務(wù)等)的單一客戶視圖，同時提供接近容錯機的故障恢復(fù)能力。集群系統(tǒng)一般通過兩臺或多臺節(jié)點服務(wù)器系統(tǒng)通過相應(yīng)的硬件及軟件互連，每個群集節(jié)點都是運行其自己進程的獨立服務(wù)器。這些進程可以彼此通信，對網(wǎng)絡(luò)客戶機來說就像是形成了一個單一系統(tǒng)，協(xié)同起來向用戶提供應(yīng)用程序、系統(tǒng)資源和數(shù)據(jù)。除了作為單一系統(tǒng)提供服務(wù)，集群系統(tǒng)還具有恢復(fù)服務(wù)器級故障的能力。集群系統(tǒng)還可通過在集群中繼續(xù)增加服務(wù)器的方式，從內(nèi)部增加服務(wù)器的處理能力，并通過系統(tǒng)級的冗余提供固有的可靠性和可用性。

二、集群的分類：

1、高性能計算科學(xué)集群：

以解決復(fù)雜的科學(xué)計算問題為目的的IA集群系統(tǒng)。是并行計算的基礎(chǔ)，它可以不使用專門的由十至上萬個獨立處理器組成的并行超級計算機，而是采用通過高速連接來鏈接的一組1/2/4 CPU的IA服務(wù)器，并且在公共消息傳遞層上進行通信以運行并行應(yīng)用程序。這樣的計算集群，其處理能力與真正超級并行機相等，并且具有優(yōu)良的性價比。

2、負載均衡集群：

負載均衡集群為企業(yè)需求提供更實用的系統(tǒng)。該系統(tǒng)使各節(jié)點的負載流量可以在服務(wù)器集群中盡可能平均合理地分攤處理。該負載需要均衡計算的應(yīng)用程序處理端口負載或網(wǎng)絡(luò)流量負載。這樣的系統(tǒng)非常適合于運行同一組應(yīng)用程序的大量用戶。每個節(jié)點都可以處理一部分負載，并且可以在節(jié)點之間動態(tài)分配負載，以實現(xiàn)平衡。對于網(wǎng)絡(luò)流量也如此。通常，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器應(yīng)用程序接受了大量入網(wǎng)流量，無法迅速處理，這就需要將流量發(fā)送給在其它節(jié)點。負載均衡算法還可以根據(jù)每個節(jié)點不同的可用資源或網(wǎng)絡(luò)的特殊環(huán)境來進行優(yōu)化。

3、高可用性集群：

為保證集群整體服務(wù)的高可用，考慮計算硬件和軟件的容錯性。如果高可用性群集中的某個節(jié)點發(fā)生了故障，那么將由另外的節(jié)點代替它。整個系統(tǒng)環(huán)境對于用戶是一致的。實際應(yīng)用的集群系統(tǒng)中，這三種基本類型經(jīng)常會發(fā)生混合與交雜。

三、優(yōu)缺點描述

我們知道，集群服務(wù)器相對單臺服務(wù)器或者熱備份服務(wù)器系統(tǒng)來說，都具有非常明顯的優(yōu)勢。同時，它與其他服務(wù)器擴展技術(shù)相比，也具有較強優(yōu)勢。如與廣泛采用的SMP技術(shù)相比，集群技術(shù)更易于實現(xiàn)，開發(fā)周期短，而且造價低，可擴展性遠遠超過了SMP，在一個集群中可以很輕松地支持256個以上的CPU。

綜合起來看，使用集群技術(shù)的好處主要有以下幾個方面：

1、強擴展能力：其他擴展技術(shù)，通常僅能支幾十個CPU的擴展，擴展能力有限，而采用集群技術(shù)的集群系統(tǒng)則可以擴展到包括成百上千個CPU的多臺服務(wù)穗，擴展能力具有明顯優(yōu)勢。集群服務(wù)還可不斷進行調(diào)整，以滿足不斷增長的應(yīng)用需求。當集群的整體負荷超過集群的實際能力時，還可以添加額外的節(jié)點。

2、實現(xiàn)方式容易：服務(wù)器集群技術(shù)相對其他擴展技術(shù)來說更加容易實現(xiàn)，主要是通過軟件進行的。在硬件上可以把多臺性能較低、價格便宜的服務(wù)器，通過集群服務(wù)集中連接在一起即可實現(xiàn)整個服務(wù)器系統(tǒng)成倍，甚至幾十幾百倍地增長。無論是從軟硬件構(gòu)成成本上來看，還是從技術(shù)實現(xiàn)成本上來看，都較其他擴展方式更低。

3、高可用性：使用集群服務(wù)擁有整個集群系統(tǒng)資源的所有權(quán)，如磁盤驅(qū)動器和IP地址將自動地從有故障的服務(wù)器上轉(zhuǎn)移到可用的服務(wù)器上。當集群中的系統(tǒng)或應(yīng)用程序出現(xiàn)故障時，集群軟件將在可用的服務(wù)器上重啟失效的應(yīng)用程序，或?qū)⑹Ч?jié)點上的工作分配到剩余的節(jié)點上。在切換過程中，用戶只是覺得服務(wù)暫時停頓了一下。

4、易管理性：可使用集群管理器來管理集群系統(tǒng)的所有服務(wù)器資源和應(yīng)用程序，就像它們都運行在同一個服務(wù)器上一樣。可以通過拖放集群對象，在集群里的不同服務(wù)器間移動應(yīng)用程序，也可以通過同樣的方式移動數(shù)據(jù)，還可以通過這種方式來手工地平衡服務(wù)器負荷、卸載服務(wù)器，從而方便地進行維護。同時，還可以從網(wǎng)絡(luò)的任意地方的節(jié)點和資源處，監(jiān)視集群的狀態(tài)。當失效的服務(wù)器連回來時，將自動返回工作狀態(tài)，集群技術(shù)將自動在集群中平衡負荷，而不需要人工干預(yù)。

集群系統(tǒng)的不足之處在于：

我們知道集群中的應(yīng)用只在一臺服務(wù)器上運行，如果這個應(yīng)用出現(xiàn)故障，其它的某臺服務(wù)器會重新啟動這個應(yīng)用，接管位于共享磁盤柜上的數(shù)據(jù)區(qū)，進而使應(yīng)用重新正常運轉(zhuǎn)。不過，整個應(yīng)用的接管過程大體需要三個步驟：偵測并確認故障、后備服務(wù)器重新啟動該應(yīng)用、接管共享的數(shù)據(jù)區(qū)，因此在切換的過程中需要花費一定的時間，原則上根據(jù)應(yīng)用的大小不同切換的時間也會不同，越大的應(yīng)用切換的時間越長。

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