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1、什么是集群

集群（cluster）就是一組計算機，他們作為整體向用戶提供一組網絡資源。這些單個的計算機系統就是集群的節點（node）。一個理想的集群是，用戶從不會意識到集群系統底層的節點，在他/她們看來，集群是一個系統，而非多個計算機系統。并且集群系統的管理員可以隨意的增加和刪除集群系統的節點。

2、集群的優點

<1>高擴展性

<2>高可用性HA:集群中的一個節點失效，它的任務可傳遞給其他節點。可以防止單點失效

<3>高性能：負載平衡集群允許系統同時接入更多的用戶

<4>高性能價比：可以采用廉價的復合工業標準的硬件來構造高性能的系統。

3、集群系統的分類

雖然，根據集群系統的不同特征可以有多種分類方法，但是一般把集群系統分為兩類：

<1>高可用性（High Availability）集群，簡稱HA集群。

這類集群致力于提供高度可靠的服務。就是利用集群系統的容錯性對外提供7*24小時不間斷的服務，如高可用的文件服務器、數據庫服務等關鍵應用。

負載均衡集群：使任務可以在集群中盡可能平均的分攤不同計算機處理，充分利用集群的處理能力，提高對任務的處理效率。在實際應用中這幾種集群類型可能混合使用，以提供更高穩定的服務，如在一個使用網絡流量負載均衡的集群中，就會包含高可用的網絡文件系統、高可用的網絡服務。

<3>性能計算（High Perfervidmance? Computing）集群，簡稱HPC集群，也稱為計算集群。

在這種集群運行的是專門開發的并行應用程序，它可以把一個問題的數據分不到多臺計算機上，利用這些計算機的共同資源來完成任務，從而可以解決單機不能勝任的工作（如果問題規模太大，單機計算速度太慢）。

這類集群致力于提供了單個計算機所不能提供的強大的計算能力。如天氣預報、石油勘探與油藏模擬、分子模擬、生物計算等。

4、什么是高可用性（HA）

計算機系統的可用性（availability）是通過系統的可靠性（reliability）和可維護性（maintainability）來度量的。工程上通常采用平均無故障時間（MTTF）來度量系統的可靠性，用平均時間（MTTR）來度量系統的可維護性。于是可用性定義為:MTTF/(MTTF+MTTR)*100%

5、負載均衡服務器的高可用性

為了屏蔽負載均衡服務器失效，需要建立一個備份機。主服務器和備份機上都運行High Availability監控程序，通過傳送諸如“I am alive”這樣的信息來監控對方的運行狀況。當備份機不能在一定的時間內收到這樣的信息時，它就接管主服務器IP并繼續提供服務；當備份管理器又從主管理器收到“I am alive”這樣的信息時，他就釋放IP地址，這樣的主管理器就開開始再次進行集群管理的工作了。為在主服務器失效的情況下系統能正常工作，我們在主、備份機之間實現負載集群系統配置信息的同步和備份，保持兩者系統的基本一致。

6、HA的容錯備援運作過程

自動偵測（Auto-Detect）階段?由主機上的軟件通過冗余偵測線，經由復雜的偵聽程序。邏輯判斷，互相偵測對方運行情況，所檢查的項目有：主機硬件（CPU和周邊）、主機網絡、主機操作系統、數據引擎以及其他應用程序、主機與磁盤陣列連線。為確保偵測的正確性，而防止錯我的判斷，可設定安全偵測時間、包括偵測時間間隔、偵測次數以調整安全系數，并且由主機的冗余通信連線，將所匯集的訊息記錄下來，以供維護參考。

自動切換（Auto-Switch）階段?某一主機如果確認對方故障，則正常主機繼續進行原來的任務，還將依據各種容錯備援模式接管預先設定的備援作業程序，并進行后續的程序以及服務。

自動恢復（Auto-Recovery）階段? 在正常主機代替故障機工作后，故障機可離線進行修復工作。在故障主機修復后，通過冗余通訊線與原來主機連線，自動切換回修復完成的主機上。整個回復過程完成有EDI-HA自動完成，亦可依靠預先配置，選擇回復動作為半自動或不回復。

7、HA三種工作方式

<1>主從方式（非對稱方式）

工作原理：主機工作，備機處于監控狀況；當主機宕機時，備機接管主機的一切工作，待主機恢復正常后，按使用者的設定以自動或手動方式將服務切換到主機上運行，數據的一致性通過共享存儲系統解決。

<2>雙機雙工方式（互備互援）

工作原理：兩臺主機同時運行各自的服務工作且互相檢測情況，當任一臺主機宕機時，另一臺主機立即接管它的一切工作，保證工作實時，應用服務系統的關鍵數據存放在共享存儲系統中。

<3>集群工作方式（多服務器互備方式）

工作原理：多臺主機一起工作，各自運行一個或幾個服務，各為服務定義一個或多個備用主機，當某個主機故障時，運行在其上的服務就可以被其它主機接管。

轉載于:https://www.cnblogs.com/liangxiaofeng/p/5925573.html

總結

以上是生活随笔為你收集整理的集群（cluster）原理（转）的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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