集群，英文名稱為Cluster，通俗地說(shuō)，集群是這樣一種技術(shù)：它將多個(gè)系統(tǒng)連接到一起，使多臺(tái)服務(wù)器能夠像一臺(tái)機(jī)器那樣工作或者看起來(lái)好像一臺(tái)機(jī)器。

采用集群系統(tǒng)通常是為了提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和網(wǎng)絡(luò)中心的數(shù)據(jù)處理能力及服務(wù)能力。

集群可以利用多個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行并行計(jì)算從而獲得很高的計(jì)算速度，也可以用多個(gè)計(jì)算機(jī)做備份，從而使得任何一個(gè)機(jī)器壞了整個(gè)系統(tǒng)還是能正常運(yùn)行。

服務(wù)器群集有2種類型：手動(dòng)和自動(dòng)。手動(dòng)是將節(jié)點(diǎn)手動(dòng)配置為相同的數(shù)據(jù)IP和地址，自動(dòng)則是配置了用于執(zhí)行切換的軟件。

服務(wù)器集群的優(yōu)勢(shì)

一、集群系統(tǒng)可解決所有的服務(wù)器硬件故障，當(dāng)某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)任何故障，如：硬盤、內(nèi)存、CPU、主板、I/O板以及電源故障，運(yùn)行在這臺(tái)服務(wù)器上的應(yīng)用就會(huì)切換到其它的服務(wù)器上。

二、集群系統(tǒng)可解決軟件系統(tǒng)問(wèn)題，我們知道，在計(jì)算機(jī)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(yùn)行在操作系統(tǒng)之上，操作系統(tǒng)又運(yùn)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(gè)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)實(shí)際上就停止了向客戶端提供服務(wù)，比如我們常見(jiàn)的軟件死機(jī)，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(shì)在于對(duì)故障服務(wù)器的監(jiān)控是基于應(yīng)用的，也就是說(shuō)，只要服務(wù)器的應(yīng)用停止運(yùn)行，其它的相關(guān)服務(wù)器就會(huì)接管這個(gè)應(yīng)用，而不必理會(huì)應(yīng)用停止運(yùn)行的原因是什么。

三、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(dāng)管理員對(duì)某臺(tái)服務(wù)器操作不當(dāng)導(dǎo)致該服務(wù)器停機(jī)，因此運(yùn)行在這臺(tái)服務(wù)器上的應(yīng)用系統(tǒng)也就停止了運(yùn)行。由于集群是對(duì)應(yīng)用進(jìn)行監(jiān)控，因此其它的相關(guān)服務(wù)器就會(huì)接管這個(gè)應(yīng)用。

集群技術(shù)的分類

• 高可用集群

高可用集群的英文全稱是High Availability，簡(jiǎn)稱HA cluster。高可用的含義是最大限度地可以使用。從集群的名字上可以看出，此類集群實(shí)現(xiàn)的功能是保障用戶的應(yīng)用程序持久、不間斷地提供服務(wù)。高可用性（HA）群集是高流量網(wǎng)站（例如在線商店或應(yīng)用程序）的最佳選擇，以確保關(guān)鍵系統(tǒng)保持可靠的性能，以實(shí)現(xiàn)最佳的連續(xù)性能。高可用性群集避免了單個(gè)故障點(diǎn)，因?yàn)樗鼈兓谌哂嗟挠布蛙浖?gòu)建。它們對(duì)于負(fù)載平衡，系統(tǒng)備份和故障轉(zhuǎn)移至關(guān)重要，二者結(jié)合在一起可提供全時(shí)可用性并確保網(wǎng)站連續(xù)運(yùn)行。高可用性集群由多個(gè)可以在服務(wù)器關(guān)閉時(shí)接管的主機(jī)組成，可確保在過(guò)載或服務(wù)器故障的情況下將停機(jī)時(shí)間降至最低。

高可用性群集可以具有兩種不同的體系結(jié)構(gòu)，即主動(dòng)-主動(dòng)或主動(dòng)-被動(dòng)。雙活群集意味著所有節(jié)點(diǎn)同時(shí)工作以平衡負(fù)載。另一方面，主動(dòng)-被動(dòng)體系結(jié)構(gòu)意味著主節(jié)點(diǎn)可以處理所有工作負(fù)載，而第二個(gè)節(jié)點(diǎn)正在等待接管以防停機(jī)。當(dāng)一個(gè)組件崩潰時(shí)，輔助服務(wù)器即熱備用或熱備用服務(wù)器將立即接管，因?yàn)橹鞣?wù)器中的數(shù)據(jù)庫(kù)已被復(fù)制到其他節(jié)點(diǎn)。與Active-Active相比，這是一種成本較低的實(shí)現(xiàn)。

高可用性集群可確?？煽啃?，無(wú)縫可伸縮性，更有效的維護(hù)和強(qiáng)大的基礎(chǔ)架構(gòu)安全性。用戶不僅將從增強(qiáng)的網(wǎng)站體驗(yàn)中受益，而且高可用性群集還可以通過(guò)減少停機(jī)時(shí)間來(lái)節(jié)省成本。

• 負(fù)載均衡集群

負(fù)載均衡集群也是由兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的服務(wù)器組成。分為前端負(fù)載調(diào)度和后端服務(wù)兩個(gè)部分。負(fù)載調(diào)度部分負(fù)責(zé)把客戶端的請(qǐng)求按照不同的策略分配給后端服務(wù)節(jié)點(diǎn)，而后端節(jié)點(diǎn)是真正提供應(yīng)用程序服務(wù)的部分。與HA Cluster不同的是，負(fù)載均衡集群中，所有的后端節(jié)點(diǎn)都處于活動(dòng)動(dòng)態(tài)，它們都對(duì)外提供服務(wù)，分?jǐn)傁到y(tǒng)的工作負(fù)載。負(fù)載平衡群集是一個(gè)服務(wù)器場(chǎng)，可將用戶請(qǐng)求分發(fā)到多個(gè)活動(dòng)節(jié)點(diǎn)，以加快操作速度，確保冗余，減少網(wǎng)絡(luò)擁塞和過(guò)載并改善工作負(fù)載分配。負(fù)載平衡是服務(wù)器群集非常重要的用例。

請(qǐng)求由負(fù)載平衡軟件處理，該軟件根據(jù)一組規(guī)則或算法將請(qǐng)求定向到不同的服務(wù)器，然后處理傳出響應(yīng)。負(fù)載平衡允許服務(wù)器之間的功能分離和工作負(fù)載劃分，以最大程度地利用資源和提高資源利用率。

例如，高可用性群集在主動(dòng)-主動(dòng)配置中使用負(fù)載均衡器來(lái)響應(yīng)不同的請(qǐng)求，然后將其分發(fā)給所有獨(dú)立的服務(wù)器。在這種情況下，工作負(fù)載分配可以對(duì)稱或不對(duì)稱，具體取決于配置和計(jì)算機(jī)性能。在主動(dòng)-被動(dòng)高可用性群集中，負(fù)載均衡器監(jiān)視節(jié)點(diǎn)的可用性，因此，如果一個(gè)負(fù)載均衡器關(guān)閉，它不會(huì)再向它發(fā)送任何流量，直到它再次完全運(yùn)行為止。

負(fù)載平衡架構(gòu)還允許同時(shí)使用多個(gè)鏈接，此功能在具有冗余通信的基礎(chǔ)架構(gòu)中非常有用。電信公司和數(shù)據(jù)中心廣泛部署了這種類型的體系結(jié)構(gòu)，以降低成本，優(yōu)化高帶寬數(shù)據(jù)傳輸并實(shí)現(xiàn)出色的可伸縮性和可用性。

• 科學(xué)計(jì)算集群

高性能計(jì)算集群，簡(jiǎn)稱HPC集群。這類集群致力于提供單個(gè)計(jì)算機(jī)所不能提供的強(qiáng)大計(jì)算能力，包括數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，并且傾向于追求綜合性能。HPC與超級(jí)計(jì)算類似，但是又有不同，計(jì)算速度是超級(jí)計(jì)算追求的第一目標(biāo)。最快的速度、最大的存儲(chǔ)、最龐大的體積、最昂貴的價(jià)格代表了超級(jí)計(jì)算的特點(diǎn)。隨著人們對(duì)計(jì)算速度需求的提高，超級(jí)計(jì)算也應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)超級(jí)計(jì)算追求單一計(jì)算速度指標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蟾咝阅艿木C合指標(biāo)，即高性能計(jì)算。高性能群集由連接到同一網(wǎng)絡(luò)以執(zhí)行任務(wù)的許多計(jì)算機(jī)組成。高性能集群連接到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)集群，并共同組成一個(gè)復(fù)雜的體系結(jié)構(gòu)，可以極其快速地處理數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)組件必須彼此保持同步，以實(shí)現(xiàn)無(wú)縫性能和高速數(shù)據(jù)傳輸。

高性能群集也稱為超級(jí)計(jì)算機(jī)，不像高可用性群集和負(fù)載平衡群集那樣常見(jiàn)，但是用于資源密集型工作負(fù)載的企業(yè)可以使用它們來(lái)提高性能，容量和可靠性。它們被廣泛用于IoT（物聯(lián)網(wǎng)）和AI技術(shù)，因?yàn)樗鼈兇龠M(jìn)了諸如實(shí)時(shí)流，風(fēng)暴預(yù)測(cè)或患者診斷等項(xiàng)目的創(chuàng)新，并提供了實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)處理。它們被大量部署在研究實(shí)驗(yàn)室，媒體和娛樂(lè)以及金融行業(yè)以及許多其他行業(yè)中。

集群存儲(chǔ)

群集存儲(chǔ)由至少兩個(gè)擴(kuò)展性能，節(jié)點(diǎn)空間I / O（輸入/輸出）和可靠性的存儲(chǔ)服務(wù)器組成。根據(jù)業(yè)務(wù)需求和存儲(chǔ)需求，可以在緊密耦合的體系結(jié)構(gòu)中針對(duì)主存儲(chǔ)部署數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，并且可以將數(shù)據(jù)分為節(jié)點(diǎn)之間的很小的塊，或者在獨(dú)立的松散耦合結(jié)構(gòu)中不存儲(chǔ)數(shù)據(jù)跨節(jié)點(diǎn)，并提供更大的靈活性。在松散耦合的體系結(jié)構(gòu)中，性能和容量受限于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)的功能。與緊密耦合的體系結(jié)構(gòu)不同，在此設(shè)置中，不能選擇具有新節(jié)點(diǎn)的可伸縮性。

常用的服務(wù)器集群方法

有兩種常用的服務(wù)器集群方法，一種是將備份服務(wù)器連接在主服務(wù)器上,當(dāng)主服務(wù)器發(fā)生故障時(shí),備份服務(wù)器才投入運(yùn)行,把主服務(wù)器上所有任務(wù)接管過(guò)來(lái)。另一種方法是將多臺(tái)服務(wù)器連接,這些服務(wù)器一起分擔(dān)同樣的應(yīng)用和數(shù)據(jù)庫(kù)計(jì)算任務(wù),改善關(guān)鍵大型應(yīng)用的響應(yīng)時(shí)間。同時(shí),每臺(tái)服務(wù)器還承擔(dān)一些容錯(cuò)任務(wù),一旦某臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)故障時(shí),系統(tǒng)可以在系統(tǒng)軟件的支持下,將這臺(tái)服務(wù)器與系統(tǒng)隔離,并通過(guò)各服務(wù)器的負(fù)載轉(zhuǎn)嫁機(jī)制完成新的負(fù)載分配。PC服務(wù)器中較為常見(jiàn)的是兩臺(tái)服務(wù)器的集群,UNIX系統(tǒng)可支持8臺(tái)服務(wù)器的集群系統(tǒng),康柏的專用系統(tǒng)OpenVMS可支持多達(dá)96臺(tái)服務(wù)器的集群系統(tǒng)。

本文標(biāo)題：服務(wù)器集群是什么

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