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http://soft.chinabyte.com/25/13169025.shtml
http://www.linuxvirtualserver.org/zh/lvs1.html
本篇索引
什么是集群
集群的特點(diǎn)
集群的優(yōu)勢
集群分類
1 什么是集群
計算機(jī)集群簡稱”集群”，是一種計算機(jī)系統(tǒng)，它通過一組松散集成的計算機(jī)軟件和/或硬件連接起來高度緊密地協(xié)作完成計算工作。在某種意義上，他們可以被看作是一臺計算機(jī)。集群系統(tǒng)中的單個計算機(jī)通常稱為節(jié)點(diǎn)，通常通過局域網(wǎng)連接，但也有其它的可能連接方式。集群計算機(jī)通常用來改進(jìn)單個計算機(jī)的計算速度和/或可靠性。一般情況下集群計算機(jī)比單個計算機(jī)，工作站或超級計算機(jī)性能價格比要高得多。
集群就是一組相互獨(dú)立的計算機(jī)，通過高速的網(wǎng)絡(luò)組成一個計算機(jī)系統(tǒng)，每個集群節(jié)點(diǎn)都是運(yùn)行其自己進(jìn)程的一個獨(dú)立服務(wù)器。對網(wǎng)絡(luò)用戶來講，網(wǎng)站后端就是一個單一的系統(tǒng)，協(xié)同起來向用戶提供系統(tǒng)資源，系統(tǒng)服務(wù)。通過網(wǎng)絡(luò)連接組合成一個組合來共同完一個任務(wù)。常見的集群結(jié)果如下圖：
2 集群的特點(diǎn)
1）高性能(performance)
一些需要很強(qiáng)的運(yùn)算處理能力比如天氣預(yù)報，核試驗等。這就不是幾臺計算機(jī)能夠搞定的。這需要上千臺一起來完成這個工作的。
網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的工作負(fù)載通常是大量相互獨(dú)立的任務(wù)，通過一組服務(wù)器分而治之，可以獲得很高的整體性能。
2）價格有效性（性價比）
通常一套系統(tǒng)集群架構(gòu)，只需要幾臺或數(shù)十臺服務(wù)器主機(jī)即可，與動則上百萬的專用超級計算機(jī)相比具有更高的性價比。
組成集群系統(tǒng)的PC服務(wù)器或RISC服務(wù)器和標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備因為大規(guī)模生產(chǎn)降低成本，價格低，具有高的性能/價格比。若整體性能隨著結(jié)點(diǎn)數(shù)的增長而接近線性增加，該系統(tǒng)的性能/價格比接近于PC服務(wù)器。所以，這種松耦合結(jié)構(gòu)比緊耦合的多處理器系統(tǒng)具有更好的性能/價格比。
3）可伸縮性
集群系統(tǒng)中的結(jié)點(diǎn)數(shù)目可以增長到幾千個，乃至上萬個，其伸縮性遠(yuǎn)超過單臺超級計算機(jī)。
當(dāng)服務(wù)器負(fù)載壓力增長的時候，系統(tǒng)能夠擴(kuò)展來滿足需求，且不降低服務(wù)質(zhì)量。
4）高可用性
在硬件和軟件上都有冗余，通過檢測軟硬件的故障，將故障屏蔽，由存活結(jié)點(diǎn)提供服務(wù)，可實現(xiàn)高可用性。即使部分硬件和軟件發(fā)生故障，但整個系統(tǒng)的服務(wù)必須是7*24小時運(yùn)行的。當(dāng)發(fā)現(xiàn)一個模塊失敗時，要這模塊上提供的服務(wù)遷移到其他模塊上。在理想狀況下，這種遷移是即時的、自動的。
3 集群的優(yōu)勢
1）透明性
如果一部分服務(wù)器宕機(jī)了業(yè)務(wù)不受影響，一般耦合度沒有那么高，依賴關(guān)系沒有那么高。比如NFS服務(wù)器宕機(jī)了其他就掛載不了了，這樣依賴性太強(qiáng)。
如何高效地使得由多個獨(dú)立計算機(jī)組成的松藕合的集群系統(tǒng)構(gòu)成一個虛擬服務(wù)器；客戶端應(yīng)用程序與集群系統(tǒng)交互時，就像與一臺高性能、高可用的服務(wù)器交互一樣，客戶端無須作任何修改。部分服務(wù)器的切入和切出不會中斷服務(wù)，這對用戶也是透明的。
2）高性能
訪問量增加，能夠輕松擴(kuò)展。
性能要接近線性加速，這需要設(shè)計很好的軟硬件的體系結(jié)構(gòu)，消除系統(tǒng)可能存在的瓶頸。將負(fù)載較均衡地調(diào)度到各臺服務(wù)器上。
3）可管理性
整個系統(tǒng)可能在物理上很大，要使集群系統(tǒng)變得易管理，就像管理一個單一映像系統(tǒng)一樣。在理想狀況下，軟硬件模塊的插入能做到即插即用（Plug & Play）。
4）可編程性
在集群系統(tǒng)上，容易開發(fā)應(yīng)用程序，門戶網(wǎng)站會要求這個。
4 集群分類
【1】負(fù)載均衡集群（Load balancing clusters）簡稱LBC
【2】高可用性集群（High-availability clusters）簡稱HAC
【3】高性能計算集群（High-perfomance clusters）簡稱HPC
【4】網(wǎng)格計算（Gridcomputing）
在網(wǎng)絡(luò)上，一般認(rèn)為只前三有三個，"負(fù)載均衡"和"高可用集群"是互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)常用的集群架構(gòu)，也是我們必須掌握的。下面詳細(xì)說說前三種集群。
@@|負(fù)載均衡集群|
負(fù)載均衡集群為企業(yè)提供了更為實用，性價比更高的系統(tǒng)架構(gòu)解決方案。負(fù)載均衡集群把很多客戶集中訪問的請求負(fù)載壓力盡可能平均的分?jǐn)偟接嬎銠C(jī)集群中處理。客戶請求負(fù)載通常包括"應(yīng)用程度處理負(fù)載"和"網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載"。這樣的系統(tǒng)非常適合向使用同一組應(yīng)用程序為大量用戶提供服務(wù)。每個節(jié)點(diǎn)都可以承擔(dān)一定的訪問請求負(fù)載壓力，并且可以實現(xiàn)訪問請求在各節(jié)點(diǎn)之間動態(tài)分配，以實現(xiàn)負(fù)載均衡。
負(fù)載均衡運(yùn)行時，一般通過一個或多個前端負(fù)載均衡器將客戶訪問請求分發(fā)到后端一組服務(wù)器上，從而達(dá)到整個系統(tǒng)的高性能和高可用性。這樣計算機(jī)集群有時也被稱為服務(wù)器群。一般高可用性集群和負(fù)載均衡集群會使用類似的技術(shù)，或同時具有高可用性與負(fù)載均衡的特點(diǎn)。
|負(fù)載均衡集群的作用|：
分擔(dān)訪問流量（負(fù)載均衡）
保持業(yè)務(wù)的連續(xù)性（高可用性）
@@|高可用性集群|：
一般是指當(dāng)集群中的任意一個節(jié)點(diǎn)失效的情況下，節(jié)點(diǎn)上的所有任務(wù)自動轉(zhuǎn)移到其他正常的節(jié)點(diǎn)上，并且此過程不影響整個集群的運(yùn)行，不影響業(yè)務(wù)的提供。
類似是集群中運(yùn)行著兩個或兩個以上的一樣的節(jié)點(diǎn)，當(dāng)某個主節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障的時候，那么其他作為從節(jié)點(diǎn)的節(jié)點(diǎn)就會接替主節(jié)點(diǎn)上面的任務(wù)。從節(jié)點(diǎn)可以接管主節(jié)點(diǎn)的資源（IP地址，架構(gòu)身份等），此時用戶不會發(fā)現(xiàn)提供服務(wù)的對象從主節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到從節(jié)點(diǎn)。
|高可用性集群的作用|：
當(dāng)一個機(jī)器宕機(jī)另一臺進(jìn)行接管。
比較常用的高可用集群開源軟件有：keepalive，heardbeat
@@|高性能計算集群|:
高性能計算集群采用將計算任務(wù)分配到集群的不同計算節(jié)點(diǎn)兒提高計算能力，因而主要應(yīng)用在科學(xué)計算領(lǐng)域。比較流行的HPC采用Linux操作系統(tǒng)和其它一些免費(fèi)軟件來完成并行運(yùn)算。這一集群配置通常被稱為Beowulf集群。這類集群通常運(yùn)行特定的程序以發(fā)揮HPCcluster的并行能力。這類程序一般應(yīng)用特定的運(yùn)行庫, 比如專為科學(xué)計算設(shè)計的MPI庫。
HPC集群特別適合于在計算中各計算節(jié)點(diǎn)之間發(fā)生大量數(shù)據(jù)通訊的計算作業(yè)，比如一個節(jié)點(diǎn)的中間結(jié)果會影響到其它節(jié)點(diǎn)計算結(jié)果的情況。
@@|常用集群軟硬件|：
常用開源集群軟件有：lvs，keepalived，haproxy，nginx，apache，heartbeat
常用商業(yè)集群硬件有：F5,Netscaler，Radware，A10等
筆者便簽
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重慶分公司
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