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、高性能計算科學集群：

以解決復(fù)雜的科學計算問題為目的的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、典型集群：

科學計算集群：

1、Beowulf

當談到 Linux 集群時，許多人的第一反映是 Beowulf。那是最著名的 Linux科學軟件集群系統(tǒng)。實際上，它是一組適用于在 Linux 內(nèi)核上運行的公共軟件包的通稱。其中包括流行的軟件消息傳遞 API，如"消息傳送接口"(MPI) 或"并行虛擬機"(PVM)，對 Linux 內(nèi)核的修改，以允許結(jié)合幾個以太網(wǎng)接口、高性能網(wǎng)絡(luò)驅(qū)動器，對虛擬內(nèi)存管理器的更改，以及分布式進程間通信 (DIPC) 服務(wù)。公共全局進程標識空間允許使用 DIPC 機制從任何節(jié)點訪問任何進程。

2、MOSIX

Beowulf類似于給系統(tǒng)安裝的一個支持集群的外掛軟件，提供了應(yīng)用級的集群能力。而MOSIX是徹底修改Linux的內(nèi)核，從系統(tǒng)級提供了集群能力，它對應(yīng)用而言是完全透明的，原有的應(yīng)用程序，可以不經(jīng)改動，就能正常運行在MOSIX系統(tǒng)之上。集群中的任何節(jié)點都可以自由地加入和移除，來接替其它節(jié)點的工作，或是擴充系統(tǒng)。MOSIX 使用自適應(yīng)進程負載均衡和內(nèi)存引導(dǎo)算法使整體性能最大化。應(yīng)用程序進程可以在節(jié)點之間實現(xiàn)遷移，以利用最好的資源，這類似于對稱多處理器系統(tǒng)可以在各個處理器之間切換應(yīng)用程序。由于MOSIX通過修改內(nèi)核來實現(xiàn)集群功能，所以存在兼容性問題，部分系統(tǒng)級應(yīng)用程序?qū)o法正常運行。

負載均衡/高可用性集群

3、LVS（Linux Virtual Server）

它是一個負載均衡/高可用性集群，主要針對大業(yè)務(wù)量的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用（如新聞服務(wù)、網(wǎng)上銀行、電子商務(wù)等）。

LVS是建立在一個主控服務(wù)器(通常為雙機)（director）及若干真實服務(wù)器（real-server）所組成的集群之上。real-server負責實際提供服務(wù)，主控服務(wù)器根據(jù)指定的調(diào)度算法對real-server進行控制。而集群的結(jié)構(gòu)對于用戶來說是透明的，客戶端只與單個的IP（集群系統(tǒng)的虛擬IP）進行通信，也就是說從客戶端的視角來看，這里只存在單個服務(wù)器。

Real-server可以提供眾多服務(wù)，如ftp, http, dns, telnet, nntp, smtp 等。主控服務(wù)器負責對Real-Server進行控制。客戶端在向LVS發(fā)出服務(wù)請求時，Director會通過特定的調(diào)度算法來指定由某個Real-Server來應(yīng)答請求，而客戶端只與Load Balancer的IP（即虛擬IP，VIP）進行通信。

其他集群：現(xiàn)在集群系統(tǒng)可謂五花八門，絕大部分的OS開發(fā)商，服務(wù)器開發(fā)商都提供了系統(tǒng)級的集群產(chǎn)品，最典型的是各類雙機系統(tǒng)，還有各類科研院校提供的集群系統(tǒng)。以及各類軟件開發(fā)商提供的應(yīng)用級別的集群系統(tǒng)，如數(shù)據(jù)庫集群，Application Server 集群，Web Server集群，郵件集群等等。

四 優(yōu)缺點描述

1、 出現(xiàn)任何故障，如：硬盤、內(nèi)存、CPU、主板、I/O板以及電源故障，運行在這臺服務(wù)器上的應(yīng)用就會切換到其它的服務(wù)器上。

2、集群系統(tǒng)可解決軟件系統(tǒng)問題，我們知道，在計算機系統(tǒng)中，用戶所使用的是應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，而應(yīng)用系統(tǒng)運行在操作系統(tǒng)之上，操作系統(tǒng)又運行在服務(wù)器上。這樣，只要應(yīng)用系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、服務(wù)器三者中的任何一個出現(xiàn)故障，系統(tǒng)實際上就停止了向客戶端提供服務(wù)，比如我們常見的軟件死機，就是這種情況之一，盡管服務(wù)器硬件完好，但服務(wù)器仍舊不能向客戶端提供服務(wù)。而集群的最大優(yōu)勢在于對故障服務(wù)器的監(jiān)控是基于應(yīng)用的，也就是說，只要服務(wù)器的應(yīng)用停止運行，其它的相關(guān)服務(wù)器就會接管這個應(yīng)用，而不必理會應(yīng)用停止運行的原因是什么。

3、集群系統(tǒng)可以解決人為失誤造成的應(yīng)用系統(tǒng)停止工作的情況，例如，當管理員對某臺服務(wù)器操作不當導(dǎo)致該服務(wù)器停機，因此運行在這臺服務(wù)器上的應(yīng)用系統(tǒng)也就停止了運行。由于集群是對應(yīng)用進行監(jiān)控，因此其它的相關(guān)服務(wù)器就會接管這個應(yīng)用。

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)。我們知道整個應(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。

網(wǎng)頁題目：什么服務(wù)器集群？集群服務(wù)器有什么優(yōu)缺點?
標題URL：http://jinyejixie.com/hangye/fwqzy/n8380.html

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