菜鸟学习Linux集群之概念篇

前两天学习了集群的应用,简单总结下：集群并不是很高深难懂的知识,只要掌握其原理,那么实现起来并不是很困难.下面我们一起来简单学习下集群.

什么是集群？

集群或者说是群集：其目的是为了实现将多台计算机组合以来完成特定的任务,比如天气预报,大型网络游戏,这些都需要很大的运算量,单台计算机实现成本太高,不显示.那么就需要通过集群的方式,将废弃的或者正在使用的计算机联合起来,结合整体的力量来解决这些问题.

集群的类型大致分为三类：

1.LB Load Balancing（负载均衡集群）

2.HA High Availability（高可用性集群）

3.HP High Performance（高性能集群）

简单说明下这三种类型的集群：

1. 负载均衡型的集群目的是为了提高服务的并发能力,比如三台WEB服务器组合成一个集群,我们就需要用这种类型的集群来实现负载均衡,既让这三台WEB服务器的负载平均一些,不至于有很空闲的服务器.

2. 高可用性的集群目的是为了提供7*24小时服务的能力,通过提供冗余服务器,来防止宏机造成的服务中断

3. 高性能集群目的是为了在短期内解决大量复杂的计算,常见的天气预报系统,科学勘探,人口普查等等

同时,集群提供了非常好的扩展/缩减性非常,可以方便的增加或者减少服务器.

集群实现的方式

LB负载均衡

F5(硬件)

lvs

haproxy

HA 高可用

Heartbeat ***目前分类成几个小项目

corosync openais: RHCS ***REDHAT6.0目前使用的,它的可配置,可共享性优于上面的

ultramokey

keepalive

HP高性能

bowerful

============================分 割 线======================================

下面我们来详细的介绍下负载均衡集群和高可用集群的实现原理

负载均衡集群

————负载均衡其实就是一个乐队的指挥,指挥下面的乐队

为了实现负载均衡,我们需要一个前端的负载均衡器---------Direcor转发服务器（或者专业的硬件）,通过它来接受客户端的请求,把这些请求来转发给后方的服务器.在这个转发的过程中,根据后方服务器的负载情况（通过算法）平均分配,以实现负载均衡.

上面说了,可以通过构架专用的服务器来实现负载均衡器的作用,那么通过什么软件来实现这个服务呢？

主要有两种：

1. LVS Linux Virtual Server LVS是由国人章文嵩开发的开源集群软件,是目前广泛使用的集群软件之一.

2. haproxy

LVS经过优化能够提供接近于硬件的性能,开源使用很多.但是当Director这台主机当机了,整个集群就失效了,这就是单点故障,我们需要通过另一种集群的组合来实现集群的功能.

好处：

1.实现负载均衡

2.能过提供类似高可用的功能,比如第一台WEB服务器当机了,通过算法将请求转到第二台

3.能够非常容易扩展,便捷的扩展性,很容易增加主机

高可用集群

—————认为哪个地方不会出错,它就出错----莫非定律

上面说了,高可用集群就是为了可以提供7*24小时在线服务的能力,那么完成这样的需求都需要什么呢？

完成高可用集群需要:

1.服务一旦发生故障,服务就转移到另一台服务器

假设服务器A有一颗“心脏“,在它正在提供服务的时候,剩余两台服务器通过探测它的”心跳“来确认它是否还”活着“,如果“心跳”停止了,那么立刻再监听一次,如果这次“心跳”仍然是停止的,那么立刻顶替上去提供服务

2.数据同步

数据同步的实现方式：

1）通过类似NFS的共享服务,但是NFS也需要网络传输,效率比较低

2）通过某种机制（文件同步rsync）,将A节点改变的内容发给B节点.

# Rsync是一个命令,不过现在有专业的工具,通过rsync server来实现同步数据.它的效率比较高,但是缺点是文件存两份.

上面的都是在文件级别实现同步,效率不高,但是比NFS高多了,缺点是数据村两份

3) DRBD：在内核中基于块级别的共享,类似于rsync比rsync工作级别更低的,效率更高的解决方案,新版本的内核已经做进内核,廉价

4）使用专业级别的SAN ,通过光纤来同步块设备,（存储区域网络）这种存储的级别非常高,通过块设备.

但是数据同步存在一个问题：

A节点很忙,B认为A当机了,就抢过服务,而A并没有当机,这样A也抢服务,这样A,B同时读写共享文件系统同一个文件,造成文件系统崩溃

解决这种问题的方法：

B抢过服务后,B（通过电源交换机）直接将A关闭.当然还有其他的实现方法.

上述只是一种说明,真是情况超过100个节点,心跳探测是通过广播的方式通告,一旦没有广播,就判定那个节点死亡了,这样就造成了几十个节点争夺服务的情况,就需要其他的机制来限制这种争夺,比如排队,谁在最前,谁顶替,其他的继续监听,当然还有其他的方法.

高性能集群

类似于LVS,但是它的前端,是把请求分成N个小任务,给后方不同的主机处理,处理的结果返回给前端

它通过bowerfull这个软件来实现,这里不作过多说明,我们不学这个………

它适用于在线量比较大的网站,游戏,云计算等领域等需要短时间内完成大量复杂运算的领域.

下篇介绍LVS的原理,算法以及简单实现~谢谢观看

本文出自 “Dean的Linux” 博客,请务必保留此出处http://deanlinux.blog.51cto.com/2671049/660764

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