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集群的分类
2011-11-11 09:19:37 来源:Linux学习网 】 浏览:30次 评论:0
 集群的分类
    3.1 高可用集群
    1.高可用的概念
    高可用集群的英文全称是High Availability Cluster,简称HA Cluster, 高可用的含义是最大限度的可以使用,从集群的名字上可以看出,此类集群实现的功能是保障用户的应用程序持久、不间断的提供服务。
    当应用程序出现故障,或者系统硬件、网络出现故障时,应用可以自动、快速从一个节点切换到另一个节点,从而保证应用持续、不间断的对外提供服务,这就是高可用集群实现的功能,
    2.常见的HA Cluster
    我们常说的双机热备、双机互备、多机互备等都属于高可用集群的范畴,这类集群一般都有两个或两个以上节点组成。典型的双机热备结构如图1所示

    双机热备是最简单的应用模式,即经常说的active/standby方式,它使用两台服务器,一台作为主服务器(action),运行应用程序对外提供服务,另一台作为备机(standby),安装和主服务器一样的应用程序,但是并不启动服务,处于待机状态。主机和备机之间通过心跳技术相互监控,监控的资源可以是网络、操作系统、也可以是服务,用户可以根据自己的需要,选择需要监控的资源,当备机监控到主机的某个资源出现故障时,根据预先设定好的策略,首先将IP切换过来,然后将应用程序服务也接管过来,接着就由备机对外提供服务,由于切换过程时间非常端,用户根本感觉不到程序出了问题,而且还进行了切换,从而保障了应用程序持久、不间断的服务。

    双机热备是最简单的应用模式,即经常说的active/standby方式,它使用两台服务器,一台作为主服务器(action),运行应用程序对外提供服务,另一台作为备机(standby),安装和主服务器一样的应用程序,但是并不启动服务,处于待机状态。主机和备机之间通过心跳技术相互监控,监控的资源可以是网络、操作系统、也可以是服务,用户可以根据自己的需要,选择需要监控的资源,当备机监控到主机的某个资源出现故障时,根据预先设定好的策略,首先将IP切换过来,然后将应用程序服务也接管过来,接着就由备机对外提供服务,由于切换过程时间非常端,用户根本感觉不到程序出了问题,而且还进行了切换,从而保障了应用程序持久、不间断的服务。

双机互备是在双机热备的基础上,两个相互独立的应用在两个机器上同时运行,互为主备,即两台服务器既是主机也是备机,当任何一个应用出现故障,另一台服务器都能在短时间内将故障机器的应用接管过来,从而保障了服务的持续、无间断运行。双机互备的好处是节省了设备资源,两个应用的双机热备至少需要四台服务器,而双机互备仅需两台服务器即可完成高可用集群功能,但是双机互备也有自身的缺点:在某个节点故障切换后,另一个节点上就同时运行了两个应用的服务,有可能出现负载过大的情况。
    多机互备是双机热备的技术升级,通过多台机器组成一个集群,可以在多台机器之间设置灵活的接管策略,例如,某个集群环境有8台服务器组成,3台运行web 应用,3台运行mail应用,因而,可以将剩余的一台作为3台web服务器的备机,另一台作为3台mail服务器的备机,通过这样的部署,合理充分的利用了服务器资源,同时也保证了系统的高可用性。
    需要注意的是:高可用集群不能保证应用程序数据的安全性,它仅仅解决的是对外提供持久不间断的服务,把由于软件、硬件、网络、人为因素造成的故障而对应用造成的影响降低到最底程度。
    3.高可用集群软件
    高可用集群一般是通过高可用软件来实现的,在linux下常用的高可用软件有:开源heartbea HA、Redhat提供的RHCS、商业软件ROSE、keepalived等。在下面的章节中我们会详细介绍heartbea HA的配置和使用。
    3.2 负载均衡集群
    负载均衡系统的英文全称为Load Balance Cluster,简称LB Cluster,负载均衡集群也是有两台或者两台以上的服务器组成,分为前端负载调度和后端节点服务两个部分,负载调度部分负责把客户端的请求按照不同的策略分配给后端服务节点,而后端节点是真正提供应用程序服务的部分。
    与HA Cluster不同的是,在负载均衡集群中,所有的后端节点都处于活动状态,它们都对外提供服务,分摊系统的工作负载。

负载均衡集群可以把一个高负荷的应用分散到多个节点来共同完成,适用于业务繁忙、大负荷访问的应用系统,但是它也有不足的地方:当一个节点出现故障时,前端调度系统并不知道此节点已经不能提供服务,仍然会把客户端的请求调度到故障节点上来,这样访问就会失败,为了解决这个问题,负载调度系统一般都引入了节点监控系统。
    节点监控系统位于前端负载调度机上,负责监控下面的服务节点,当某个节点出现故障后,节点监控系统会自动将故障节点从集群中剔除,当此节点恢复正常后,节点监控系统又会自动将其加入集群中,而这一切,对用户来说是完全透明的。
   
 负载均衡集群可以通过软件方式实现,也可以由硬件设备来完成,linux下典型的负载均衡软件有:开源LVS集群、Oracle的RAC集群等,硬件负载均衡器有F5 Networks等。关于LVS集群,在下面的章节我们会进行详细讲解。
    3.3 科学计算集群
    高性能计算(High Perfermance Computing)集群,简称HPC集群。这类集群致力于提供单个计算机所不能提供的强大的计算能力,包括数值计算和数据处理,并且倾向于追求综合性能。HPC与超级计算类似,但是又有不同,计算速度是超级计算追求的第一目标。最快的速度,最大的存储,最庞大的体积,最昂贵的价格代表了超级计算的特点,随着人们对计算速度需求的提高,超级计算也应用到了各个领域,对超级计算追求单一计算速度指标转变为追求高性能的综合指标。即高性能计算。
    HPC应用领域非常广泛,典型应用有:生命科学研究、基因测试比对、数据挖掘应用、石油和天然气勘探、图像呈现等。

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