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集群架构及常见集群特性介绍,的基本原理和配置方法

2019年8月2日 - 4166m金沙
集群架构及常见集群特性介绍,的基本原理和配置方法

Linux Virtual Server 的基本原理和配置方法——Linux Virtual Server 简称为LV

本文部分内容来源以下文章:

说明:本文没有关于heartbeat的详细配置说明,只是就较关键的,新手易出错的,几个地文写了一点心得,实验及成文历时约3天,20多个小时。

支持IPVS的集群负载均衡器和集群节点一起称为Linux Virtual Server

 简单的说,集群(cluster)就是一组计算机,它们作为一个整体向用户提供一组网络资源。这些单个的计算机系统就是集群的节点(node)。一个理想的集群是,用户从来不会意识到集群系统底层的节点,在他/她们看来,集群是一个系统,而非多个计算机系统。并且集群系统的管理员可以随意增加和删改

集群定义

本篇索引

集群系统的节点。

集群是一种并行或分布式系统,该系统:


集群并不是一个全新的概念,其实早在七十年代计算机厂商和研究机构就开始了对集群系统的研究和开发。由于主要用于科学工程计算,所以这些系统并不为大家所熟知。直到Linux集群的出现,集群的概念才得以广为传播。集群系统主要分为高可用(High
Availability)集群,简称 HA 集群,负载均衡群集(Load Balance
Cluster)和高性能计算(High Perfermance Computing)集群,简称 HPC 集群。

包括一个互连的整体计算机集合

1.1 高可用性群集(High Availability Cluster)

作为一种单一、统一的计算资源使用

 

高可用性群集的出现是为了使群集的整体服务尽可能可用,以便考虑计算硬件和软件的易错性。如果高可用性群集中的主节点发生了故障,那么这段时间内将由次节点代替它。次节点通常是主节点的镜像,所以当它代替主节点时,它可以完全接管其身份,并且因此使系统环境对于用户是一致的。

计算机集群简称集群,是一种计算机系统,
它通过一组松散集成的计算机软件和/或硬件连接起来高度紧密地协作完成计算工作。

1 什么是集群

常见的就是2个节点做成的HA集群,有很多通俗的不科学的名称,比如”双机热备”,
“双机互备”, “双机”。

计算机集群简称集群,是指一组相互独立的计算机,利用高速通信网络组成一个计算机系统,每个集群节点(即集群中的每台计算机)都是运行其自己进程的一个独立服务器。这些进程可以彼此通信,对网络客户机来说就像形成了一个单一系统,协同起来向用户提供应用程序、系统资源和数据,并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时,集群像是一个独立的服务器。


1.2 负载均衡群集

集群计算机按功能和结构可以分成以下几类:

计算机集群简称”集群”,是一种计算机系统,它通过一组松散集成的计算机软件和/或硬件连接起来高度紧密地协作完成计算工作。在某种意义上,他们可以被看作是一台计算机。集群系统中的单个计算机通常称为节点,通常通过局域网连接,但也有其它的可能连接方式。集群计算机通常用来改进单个计算机的计算速度和/或可靠性。一般情况下集群计算机比单个计算机,工作站或超级计算机性能价格比要高得多。

负载均衡群集使负载可以在计算机群集中尽可能平均地分摊处理。这种负载可以一个程序、一项服务,一个设备,也可以是网络流量负载。这样的系统非常适合于运行同一组应用程序的大量用户。每个节点都可以处理一部分负载,并且可以在节点之间动态分配负载,以实现平衡。对于网络流量也是如此。通常,网络服务器应用程序接受了太多入网流量,以致无法迅速处理,这就需要将流量发送给在其它节点上运行的网络服务器应用。还可以根据每个节点上不同的可用资源或网络的特殊环境来进行优化。

高可用性集群 High-availability (HA) clusters
负载均衡集群 Load balancing clusters
高性能计算集群 High-performance (HPC) clusters
网格计算 Grid computing

集群就是一组相互独立的计算机,通过高速的网络组成一个计算机系统,每个集群节点都是运行其自己进程的一个独立服务器。对网络用户来讲,网站后端就是一个单一的系统,协同起来向用户提供系统资源,系统服务。通过网络连接组合成一个组合来共同完一个任务。常见的集群结果如下图:

1.3 科学群集

图片 1

 

这种群集用来解决复杂的科学问题。这是并行计算的基础,尽管它不使用专门的由十至上万个独立处理器组成的并行超级计算机,但它却使用商业系统,如通过高速连接来链接的一组单处理器或双处理器
PC,并且在公共消息传递层上进行通信以运行并行应用程序。因此,您会常常听说又有一种便宜的
Linux
超级计算机问世了。但它实际是一个计算机群集,其处理能力与真的超级计算机相等,通常一套象样的群集配置开销要超过
$100,000。这对一般人来说似乎是太贵了,但与价值上百万美元的专用超级计算机相比还算是便宜的。

负载均衡集群

图片 2

2、 Linux-HA 项目(The High Availability Linux Project)

  负载均衡集群运行时,一般通过一个或者多个前端负载均衡器将工作负载分发到后端的一组服务器上,从而达到整个系统的高性能和高可用性。这样的计算机集群有时也被称为服务器群(Server
Farm)。
一般高可用性集群和负载均衡集群会使用类似的技术,或同时具有高可用性与负载均衡的特点。

2 集群的特点

高可用性 Linux 项目,根据其目标声明,旨在为 Linux
提供高可用性解决方案,现在,SUSE
Linux, Mandriva Linux, Debian GNU/Linux,
Ubuntu Linux, Red Flag

  Linux虚拟服务器(LVS)项目在Linux操作系统上提供了最常用的负载均衡软件。


Linux, and Gentoo
Linux.都带有Heartbeat软件,一些嵌入式的系统也使用了Heartbeat。同时Heartbeat也可以用在FreeBSD和Solaris,甚至是MacOS/X
and OpenBSD上。

高可用性集群

1)高性能(performance)

Heartbeat可以和DRBD实时磁盘复制软件,LVS(Linux Virtual
Server)项目很好的集成,工作在一起。Heartbeat正在引领着OCF(Open Cluster
Framework)标准的实现。

  一般是指当集群中有某个节点失效的情况下,其上的任务会自动转移到其他正常的节点上。还指可以将集群中的某节点进行离线维护再上线,该过程并不影响整个集群的运行。

一些需要很强的运算处理能力比如天气预报,核试验等。这就不是几台计算机能够搞定的。这需要上千台一起来完成这个工作的。

项目中有可以维护节点间心跳并接管失败节点的 IP
地址的软件。如果一个节点失败,它使用“伪造冗余
IP”软件包将失败节点的地址添加到工作节点以承担它的职责。于是,可以在几毫秒时间内自动替换失败的节点。实际使用中,心跳通常在几秒范围内,除非在节点之间有专用网络链接。因此,失败系统中的用户应用程序仍需要在新的节点上重新启动。

Linux Virtual Server 的基本原理和配置方法 PPT文档下载地址:

网络服务的工作负载通常是大量相互独立的任务,通过一组服务器分而治之,可以获得很高的整体性能。

利用VMware实验基于heartbeat的Debian Linux高可用性集群服务 PDF
版下载地址:

免费下载地址在

2)价格有效性(性价比)

免费下载地址在

用户名与密码都是www.linuxidc.com

通常一套系统集群架构,只需要几台或数十台服务器主机即可,与动则上百万的专用超级计算机相比具有更高的性价比。

用户名与密码都是www.linuxidc.com

具体下载目录在 /2012年资料/12月/27日/Linux Virtual Server
的基本原理和配置方法

组成集群系统的PC服务器或RISC服务器和标准网络设备因为大规模生产降低成本,价格低,具有最高的性能/价格比。若整体性能随着结点数的增长而接近线性增加,该系统的性能/价格比接近于PC服务器。所以,这种松耦合结构比紧耦合的多处理器系统具有更好的性能/价格比。

具体下载目录在
/2011年资料/服务器教程/利用VMware实验基于heartbeat的Debian
Linux高可用性集群服务v1.0/

图片 3

3)可伸缩性

图片 4

集群系统中的结点数目可以增长到几千个,乃至上万个,其伸缩性远超过单台超级计算机。

当服务器负载压力增长的时候,系统能够扩展来满足需求,且不降低服务质量。

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