一、什么是服務器集群?

集群(Cluster)是由兩臺或多臺節點機(服務器)構成的一種松散耦合的計算節點集合，為用戶提供網絡服務或應用程序(包括數據庫、Web服務和文件服務等)的單一客戶視圖，同時提供接近容錯機的故障恢復能力。集群系統一般通過兩臺或多臺節點服務器系統通過相應的硬件及軟件互連，每個群集節點都是運行其自己進程的獨立服務器。這些進程可以彼此通信，對網絡客戶機來說就像是形成了一個單一系統，協同起來向用戶提供應用程序、系統資源和數據。除了作為單一系統提供服務，集群系統還具有恢復服務器級故障的能力。集群系統還可通過在集群中繼續增加服務器的方式，從內部增加服務器的處理能力，并通過系統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：

以解決復雜的科學計算問題為目的的IA集群系統。是并行計算的基礎，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服務器，并且在公共消息傳遞層上進行通信以運行并行應用程序。這樣的計算集群，其處理能力與真正超級并行機相等，并且具有優良的性價比。

2、負載均衡集群：

負載均衡集群為企業需求提供更實用的系統。該系統使各節點的負載流量可以在服務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用程序處理端口負載或網絡流量負載。這樣的系統非常適合于運行同一組應用程序的大量用戶。每個節點都可以處理一部分負載，并且可以在節點之間動態分配負載，以實現平衡。對于網絡流量也如此。通常，網絡服務器應用程序接受了大量入網流量，無法迅速處理，這就需要將流量發送給在其它節點。負載均衡算法還可以根據每個節點不同的可用資源或網絡的特殊環境來進行優化。

3、高可用性集群：

為保證集群整體服務的高可用，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點發生了故障，那么將由另外的節點代替它。整個系統環境對于用戶是一致的。實際應用的集群系統中，這三種基本類型經常會發生混合與交雜。

三、優缺點描述

我們知道，集群服務器相對單臺服務器或者熱備份服務器系統來說，都具有非常明顯的優勢。同時，它與其他服務器擴展技術相比，也具有較強優勢。如與廣泛采用的SMP技術相比，集群技術更易于實現，開發周期短，而且造價低，可擴展性遠遠超過了SMP，在一個集群中可以很輕松地支持256個以上的CPU。

綜合起來看，使用集群技術的好處主要有以下幾個方面：

1、強擴展能力：其他擴展技術，通常僅能支幾十個CPU的擴展，擴展能力有限，而采用集群技術的集群系統則可以擴展到包括成百上千個CPU的多臺服務穗，擴展能力具有明顯優勢。集群服務還可不斷進行調整，以滿足不斷增長的應用需求。當集群的整體負荷超過集群的實際能力時，還可以添加額外的節點。

2、實現方式容易：服務器集群技術相對其他擴展技術來說更加容易實現，主要是通過軟件進行的。在硬件上可以把多臺性能較低、價格便宜的服務器，通過集群服務集中連接在一起即可實現整個服務器系統成倍，甚至幾十幾百倍地增長。無論是從軟硬件構成成本上來看，還是從技術實現成本上來看，都較其他擴展方式更低。

3、高可用性：使用集群服務擁有整個集群系統資源的所有權，如磁盤驅動器和IP地址將自動地從有故障的服務器上轉移到可用的服務器上。當集群中的系統或應用程序出現故障時，集群軟件將在可用的服務器上重啟失效的應用程序，或將失效節點上的工作分配到剩余的節點上。在切換過程中，用戶只是覺得服務暫時停頓了一下。

4、易管理性：可使用集群管理器來管理集群系統的所有服務器資源和應用程序，就像它們都運行在同一個服務器上一樣。可以通過拖放集群對象，在集群里的不同服務器間移動應用程序，也可以通過同樣的方式移動數據，還可以通過這種方式來手工地平衡服務器負荷、卸載服務器，從而方便地進行維護。同時，還可以從網絡的任意地方的節點和資源處，監視集群的狀態。當失效的服務器連回來時，將自動返回工作狀態，集群技術將自動在集群中平衡負荷，而不需要人工干預。

集群系統的不足之處在于：

我們知道集群中的應用只在一臺服務器上運行，如果這個應用出現故障，其它的某臺服務器會重新啟動這個應用，接管位于共享磁盤柜上的數據區，進而使應用重新正常運轉。不過，整個應用的接管過程大體需要三個步驟：偵測并確認故障、后備服務器重新啟動該應用、接管共享的數據區，因此在切換的過程中需要花費一定的時間，原則上根據應用的大小不同切換的時間也會不同，越大的應用切換的時間越長。

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