什么是集群？看完这篇你就知道啦！.pdfVIP

什么是集群？看完这篇你就知道啦！ 集群简介 简单地说，集群就是指⼀组（若⼲个）相互独⽴的计算机，利⽤⾼速通信⽹络组成的⼀个较⼤的计算机 服务系统，每个集群节点（即集群中的每台计算机）都是运⾏各⾃服务的独⽴服务器。这些服务器之间 可以彼此通信，协同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。当⽤户请 求集群系统时，集群给⽤户的感觉就是⼀个单⼀独⽴的服务器，⽽实际上⽤户请求的是⼀组集群服务 器。 举个例⼦： 打开⾕歌，百度的页⾯，看起来好简单，也许你觉得⽤⼏分钟就可以制作出相似的⽹页，⽽实际上，这 个页⾯的背后是由成千上万台服务器集群协同⼯作的结果。 若要⽤⼀句话描述集群，即⼀堆服务器合作做同⼀件事，这些机器可能需要统⼀协调管理，可以分布在 ⼀个机房，也可以分布在全国全球各个地区的多个机房。 为什么要使⽤集群 （1）⾼性能 ⼀些国家重要的计算密集型应⽤（如天⽓预报，核试验模拟等），需要计算机有很强的运算处理能⼒。 以全世界现有的技术，即使是⼤型机，其计算能⼒也是有限的，很难单独完成此任务。因为计算时间可 能会相当长，也许⼏天，甚⾄⼏年或更久。因此，对于这类复杂的计算业务，便使⽤了计算机集群技 术，集中⼏⼗上百台，甚⾄成千上万台计算机进⾏计算。 假如你配⼀个LNMP环境，每次只需要服务10个并发请求，那么单台服务器⼀定会⽐多个服务器集群要 快。只有当并发或总请求数量超过单台服务器的承受能⼒时，服务器集群才会体现出优势。 （2）价格有效性 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。与动辄价值上百万元的专⽤超级计算机 相⽐便宜了很多。在达到同样性能需求的条件下，采⽤计算机集群架构⽐采⽤同等运算能⼒的⼤型计算 机具有更⾼的性价⽐。 早期的淘宝，⽀付宝的数据库等核⼼系统就是使⽤上百万元的⼩型机服务器。后因使⽤维护成本太⾼以 及扩展设备费⽤成⼏何级数翻倍，甚⾄成为扩展瓶颈，⼈员维护也⼗分困难，最终使⽤PC服务器集群替 换之，⽐如，把数据库系统从⼩机结合Oracle数据库迁移到MySQL开源数据库结合PC服务器上来。不但 成本下降了，扩展和维护也更容易了。 （3）可伸缩性 当服务负载，压⼒增长时，针对集群系统进⾏较简单的扩展即可满⾜需求，且不会降低服务质量。 通常情况下，硬件设备若想扩展性能，不得不增加新的CPU和存储器设备，如果加不上去了，就不得不 购买更⾼性能的服务器，就拿我们现在的服务器来讲，可以增加的设备总是有限的。如果采⽤集群技 术，则只需要将新的单个服务器加⼊现有集群架构中即可，从访问的客户⾓度来看，系统服务⽆论是连 续性还是性能上都⼏乎没有变化，系统在不知不觉中完成了升级，加⼤了访问能⼒，轻松地实现了扩 展。集群系统中的节点数⽬可以增长到⼏千乃⾄上万个，其伸缩性远超过单台超级计算机。 （4）⾼可⽤性 单⼀的计算机系统总会⾯临设备损毁的问题，如CPU ，内存，主板，电源，硬盘等，只要⼀个部件坏 掉，这个计算机系统就可能会宕机，⽆法正常提供服务。在集群系统中，尽管部分硬件和软件也还是会 发⽣故障，但整个系统的服务可以是7*24⼩时可⽤的。 集群架构技术可以使得系统在若⼲硬件设备故障发⽣时仍可以继续⼯作，这样就将系统的停机时间减少 到了最⼩。集群系统在提⾼系统可靠性的同时，也⼤⼤减⼩了系统故障带来的业务损失，⽬前⼏乎100% 的互联⽹⽹站都要求7*24⼩时提供服务。 （5）透明性 多个独⽴计算机组成的松耦合集群系统构成⼀个虚拟服务器。⽤户或客户端程序访问集群系统时，就像 访问⼀台⾼性能，⾼可⽤的服务器⼀样，集群中⼀部分服务器的上线，下线不会中断整个系统服务，这 对⽤户也是透明的。 （6）可管理性 整个系统可能在物理上很⼤，但其实容易管理，就像管理⼀个单⼀映像系统⼀样。在理想状况下，软硬 件模块的插⼊能做到即插即⽤。（7）可编程性 在集群系统上，容易开发及修改各类应⽤程序。 集群的常见分类 3.1 集群的常见分类 计算机集群架构按功能和结构可以分成以下⼏类： 负载均衡集群，简称LBC或者LB ⾼可⽤性集群，简称HAC ⾼性能计算集群，简称HPC ⽹格计算集群 提⽰： 负载均衡集群和⾼可⽤性集群是互联⽹⾏业常⽤的集群架构模式，也是我们要学习的重点。 3.2 不同种类的集群介绍 （1）负载均衡集群 -负载均衡集群为企业提供了更为实⽤，性价⽐更⾼的系统架构解决⽅案。负载均衡集群可以把很多客户 集中的访问请求负载压⼒尽可能平均地分摊在计算机集群中处理。客户访问请求负载通常包括应⽤程序 处理负载和⽹络流量负载。这样的系统⾮常适合使⽤同⼀组应⽤程序为⼤量⽤户提供服务的模式，每个