集群服务器 胡经国 本文作者的话 本文是根据有关文献和资料编写的《漫话云计算》系列文稿之一。现作为云计算学习笔 录,奉献给云计算业外读者,作为进一步学习和研究的参考。希望能够得到大家的指教 和喜欢! 下面是正文 一、概述 通俗地说,集群(Cluster)是这样一种技术:它将多台服务器连接在一起,使多台 服务器能够像一台机器那样工作或者看起来好像一台机器。 采用集群服务器的目的通常是为了提高系统的稳定性以及网络中心的数据处理能力和 服务能力。 举个例子来说,我们架设了一台Web服务器,在其上面构建了一个电子商务网站。然 而,随着时间的推移,网站名声越来越大,点击率越来越高,Web服务器的负载也就越来 越高。这种情况下,我们就必须提升Web服务器的能力,以满足日益增长的服务请求。这 时,我们就面临以下两种选择: 、升级Web服务器 采用更快的CPU,增加更多的内存,使服务器具有更强的性能。但是,日益增长的服 务请求又会使服务器再次过载,需要再次升级。这样就陷入了服务器升级的怪圈。还有 ,升级时还得考虑到服务如何接续,能否中止。 、采用集群服务器 第二种方法就是采用集群服务器,增加Web服务器,让多台服务器来完成相同的服务 。 简而言之,就是一组相互独立的服务器在网络中表现为单一的系统,并以单一系统的 模式加以管理。此单一系统能够为客户工作站提供高可靠性的服务。 一个服务器集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器;各台服务器之间通过内部 局域网进行相互通信。当其中一台服务器发生故障时,它所运行的应用程序将由其他的 服务器自动接管。 在大多数情况下,集群中所有的计算机都拥有一个共同的名称;集群系统内任意一台 服务器都可被所有的网络用户所使用。 在集群系统中运行的服务器并不一定是高档产品,但是服务器集群却可以提供相当高 性能的不停机服务。 每一台服务器都可承担部分计算任务。并且,由于群集了多台服务器的性能,因而整 体系统的计算能力将有所提高。 同时,每台服务器还能承担一定的容错任务。当其中某台服务器出现故障时,系统可 以在专用软件的支持下将这台服务器与系统隔离,并通过各服务器之间的负载转移机制 实现新的负载平衡;同时向系统管理员发出报警信号。 二、两种集群方法 目前,有以下两种常用的服务器集群方法: 一种方法是,将备份服务器连接在主服务器上。当主服务器发生故障时,备份服务器 才投入运行,把主服务器上所有任务接管过来。 另一种方法是,将多台服务器连接起来。这些服务器一起分担同样的应用和数据库计 算任务,改善关键大型应用的响应时间。同时,每台服务器还承担一些容错任务。一旦 某台服务器出现故障时,系统可以在系统软件的支持下,将这台服务器与系统隔离,并 通过各服务器的负载转移机制完成新的负载分配。 PC服务器中较为常见的是两台服务器的集群。UNIX系统可支持8台服务器的集群系统 。康柏的专用系统OpenVMS可支持多达96台服务器的集群系统。 链接:PC服务器 所谓PC服务器,即是Intel架构服务器;也有人顾名思义说它就是个人电脑服务器。 PC服务器与一些大型服务器如Mainframe、Unix架构服务器等不同。前者大多运行Windo ws或Linux等操作系统,使用较为普遍。后者多为专业用途,如银行、大型制造业、物流 业、证券等行业使用,一般人较少有机会接触到。 链接:OpenVMS OpenVMS是VAX计算机的早期操作系统,是数码设备公司(Digital Equipment Corporation,DEC)为其VAX以及Alpha计算机开发的操作系统。 在集群系统中,所有的计算机拥有一个共同的名称;集群内任一系统上运行的服务可 被所有的网络客户所使用。集群必须可以协调管理各分离组件的错误和失败,并可透明 地向集群中加入组件。用户的公共数据被放置到了共享的磁盘柜中;应用程序被安装到 了所有的服务器上,也就是说,在集群上运行的应用程序需要在所有的服务器上安装一 遍。当集群系统在正常运转时,应用只在一台服务器上运行,并且只有这台服务器才能 操纵该应用在共享磁盘柜上的数据区,其它的服务器监控这台服务器。只要这台服务器 上的应用停止运行(无论是硬件损坏、操作系统死机、应用软件故障,还是人为误操作 造成的应用停止运行),其它的服务器就会接管这台服务器所运行的应用,并将共享磁 盘柜上的相应数据区接管过来。其接管过程如下所示(以应用A为例): 、应用A正常工作时; 、应用A停止工作后,其它的备用服务器将该应用接管过来。具体接管过程分为以下 三步执行: 、系统接管; 、加载应用; 、客户端连接。 三、优势与不足之处 1、优势 集群系统的优势在于以下几点: 、解决所有的服务器硬件故障 当某一台服务器出现任何故障,如硬盘、内存、CPU、主板、I/O板以及电源
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