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网络服务器集群技术

摘要：随着网络的普及，网络服务器需要为越来越多的用户提供服务。因此，

为提高效率人们使用多台服务器为众多用户提供服务，通过网络提供高质量综合

信息服务，形成一个安全、可靠、实用、可扩展的现代化的信息服务器系统，以

达到信息资源共享、合理利用和高效整合的目的。因此，人们就借鉴了并行计算

技术研究中的有关技术，形成了目前的服务器集群技术。

关键字：服务器；集群

随着企业ERP、CRM和SCM等的应用，数据量急剧增长，一台服务器往往不

能满足需求，那么如何才能提高处理速度，数据可用性、数据安全性和数据集可

扩性。对此，引起了越来越多的人们广泛关注。

在这样的背景下，人们提出了集群（Cluster）的概念。它通过使用特定的连

接方式，将价格相对较低的硬件设备结合起来，同时也能提供高性能相当的任务

处理能力。采用服务器集群技术，可以提高访问数据库的效率，提高可靠性和安

全性。

简单地说，集群是由两台或多台节点机（服务器）构成的一种松散耦合的计

算节点集合，为用户提供网络服务或应用程序(包括数据库、Web服务和文件服

务等)的单一客户视图，同时提供接近容错机的故障恢复能力。集群系统一般通过

两台或多台节点服务器系统通过相应的硬件及软件互链，每个群集节点都是运行

其自己进程的独立服务器。这些进程可以彼此通信，对网络客户机来说就像是形

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。除了作为

单一系统提供服务，集群系统还具有恢复服务器级故障的能力。集群系统还可通

过在集群中继续增加服务器的方式，从内部增加服务器的处理能力，并通过系统

级的冗余提供固有的可靠性和可用性。

一、集群的分类

1.高性能计算科学集群

以解决复杂的科学计算问题为目的的IA集群系统。是并行计算的基础，它可

以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，而是采用通过

高速连接来链接的一组124CPU的IA服务器，并且在公共消息传递层上进行通信

以运行并行应用程序。这样的计算集群，其处理能力与真正超级并行机相等，并

且具有优良的性价比。

2.负载均衡集群负载均衡集群为企业需求提供更实用的系统。该系统使各节

点的负载流量可以在服务器集群中尽可能平均合理地分摊处理。该负载需要均衡

计算的应用程序处理端口负载或网络流量负载。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。对于网络流量也如此。通常，网络服务器应用程序

接受了大量入网流量，无法迅速处理，这就需要将流量发送给在其他节点。负载

均衡算法还可以根据每个节点不同的可用资源或网络的特殊环境来进行优化。

3.高可用性集群

为保证集群整体服务的高可用，考虑计算硬件和软件的容错性。如果高可用

性群集中的某个节点发生了故障，那么将由另外的节点代替它。整个系统环境对

于用户是一致的。实际应用的集群系统中，这三种基本类型经常会发生混合与交

杂。

二、网络服务器集群技术主要特点

1.服务器镜像技术服务器镜像技术是将建立在同一个局域网之上的两台服务

器通过软件或其他特殊的网络设备（比如镜像卡）将两台服务器的硬盘做镜像。

其中，一台服务器被指定为主服务器，另一台为从服务器。客户只能对主服务器

上的镜像的卷进行读写，即只有主服务器通过网络向用户提供服务，从服务器上

相应的卷被锁定以防对数据的存取；主从服务器分别通过心跳监测线路互相监测

对方的运行状态，当主服务器因故障宕机时，从服务器将在很短的时间内接管主

服务器的应用。服务器镜像技术的特点是成本较低，提高了系统的可用性，保证

了在一台服务器宕机的情况下系统仍然可用，但是这种技术仅限于两台服务器的

集群，系统不具有可扩展性。

2.应用程序错误接管集群技术错误接管集群技术是将建立在同一个网络里的

两台或多台服务器通过集群技术连接起来，集群节点中的每台服务器各自运行不

同的应用，具有自己的广播地址，对前端用户提供服务，同时每台服务器又监测

其他服务器的运行状态，为指定服务器提供热备份作用。当某一节点因故障宕机

时，集群系统中指定的服务器会在很短的时间内接管故障机的数据和应用，继续

为前端用户提供服务。错误接管集群技术通常需要共享外部存储设备——磁盘阵

列柜，两台或多台服务器通过SCSI电缆或光纤与磁盘阵列柜相连，数据都存放在

磁盘阵列柜上；这种集群系统中通常是两个节点互为备份的，并不是几