一、 集群的定义
集群是一组协同工作的服务集合,用来提供比单一服务更稳定、更高效、更具扩展性的服务平台,在外界看来,集群就是一个独立的服务实体,但实际上,在集群的内部,有两个或两个以上的服务实体在协调、配合完成一系列复杂的工作.
集群一般有两个或两个以上的服务器组建而成,每个服务器被称为一个集群节点,集群节点之间可以相互通信,通信的方式有两种,一种是基于RS232线的心跳监控,另一种是用一块单独的网卡来跑心跳,因而,集群具有节点间服务状态监控功能,同时还 具有服务实体的扩展功能,可以灵活的增加和剔除某个服务实体.
在集群中,同样的服务可以由多个服务实体提供.因而,当一个节点出现故障时,集群的另一个节点可以自动接管故障节点的资源,从而保证服务持久、不间断运行.因而集群具有故障自动转移功能.
一个集群系统拥有共享的数据存储, 集群对外提供的服务是一致的,任何一个集群节点运行一个应用时,应用的数据都集中存储在节点共享空间内,而每个节点的操作系统上仅运行应用的服务,同时存储应用程序文件.
综上所述,构建一个集群系统至少需要两台服务器,同时还需要有串口线、集群软件、共享存储设备（例如磁盘阵列）等.
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二、 集群的特点与功能
2.1 高可用性与可扩展性
1．高可用性
对于一些实时性很强的应用系统,保证服务的24小时不间断运行,而 软件、硬件、网络、人为等各种原因,单一的服务运行环境很难达到这种要求,此时构建一个集群系统是个不错的选择,构建集群的一个最大优点是集群具有高可用性,在服务出现故障时,集群系统可以自动将服务从故障节点切换到另一个备用节点,从而提供不间断性服务,保证了业务的持续运行.
2．可扩展性
随着业务量的加大,现有的集群服务实体不能满足需求时,可以向此集群中动态的加入一个或多个服务节点,从而满足应用的需要,增强集群的整体性能.这就是集群的可扩展性.
2.2 负载均衡与错误恢复
1．负载均衡
集群系统最大的特点是可以灵活、有效的分担系统负载,通过集群自身定义的负载分担策略,将客户端的访问分配到下面的各个服务节点,例如,可以定义轮询分配策略,将请求平均的分配到各个服务节点,还可以定义最小负载分配策略,当一个请求进来时,集群系统判断哪个服务节点比较清闲,就将此请求分发到这个节点.
2．错误恢复
当一个任务在一个节点上还没有完成时,某种原因,执行失败,此时,另一个服务节点应该能接着完成此任务,这就是集群提供的错误恢复功能,通过错误的重定向,保证了每个执行任务都能有效的完成.
2.3心跳检测与漂移IP
1．心跳监测
为了能实现负载均衡、提供高可用服务和执行错误恢复,集群系统提供了心跳监测技术,心跳监测是通过心跳线实现的,可以做心跳线的设备有RS 232串口线,也可以用独立的一块网卡来跑心跳,还可以是共享磁盘阵列等,心跳线的数量应该为集群节点数减1,需要注意的是,如果通过网卡来做心跳的话,每个节点需要两块网卡,其中,一块作为私有网络直接连接到对方机器相应的网卡,用来监测对方心跳.另外一块连接到公共网络对外提供服务,同时心跳网卡和服务网卡的IP地址尽量不要在一个网段内.心跳监控的效率直接影响故障切换时间的长短,集群系统正是通过心跳技术保持着节点间的内部有效通信.
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