集群和负载均衡的双生关系

笔者学习负载均衡的知识也有一段时间，最初接触负载均衡，总是和集群撤不开关系。那么，为了让更多的初学者能更好，更全面，更深入的理解负载均衡和集群的的关系，在此，为大家整理了这篇文章，希望大家能从中搞清楚两者的关系。总的来说，这两者是双生的概念，如果没有集群，人们不会法阵负载均衡技术，没有负载均衡，集群也不能更好的发展。

什么是cluster技术

Cluster技术发展多年了,但其实并没有一个非常准确的定义和分类,不同的人有不同的理解｡其实,叫什么无所谓,只要能够对用户有益就可以了。就个人理解而言,cluster有以下几种,当然前面说过,不同的人有不同的理解,大家可以充分讨论｡我的这些分类更偏重于工程而不是技术性｡

1. HA集群

实现高可用性,但对单个应用性能没有提高,市场上大部分产品都是属于这类,技术上也较简单｡

2. IP负载均衡集群

利用IP技术实现对通用IP应用的支持｡这种技术并不是很新,最早是在硬件上面采用的,Linux出现后才有了很多纯软件的模式,这也是open source带来的好处吧

3.并行计算集群

包括了一些象PVM,beowulf这样的信息传递机制和API库,也有任务调度产品,当然技术上最难的是并行编译/并行系统等更智能化的产品

4.应用负载均衡集群

虽然cluster的***目的是实现真正的与应用程序无关的动态负载均衡,但由于技术上的限制,现在都只能在特殊的应用中实现,需要修改应用程序,所以并没有通用产品,大多是厂商有自己的并行版本｡例如oracle paraller server.

以上基本是按照工程或者说产品的角度划分的,和技术上划分应该有一定区别｡

下面是一篇很早以前写的东西,当时是为了媒体宣传写的,有一些商业味道在里面,有些地方技术上也不完全正确｡现在给大家附上是想交换一下观点｡并不是宣传Turbolinux公司的产品(本人是Turbolinux员工),确实是实在懒得改了,虽然这种商业性文章在公共社区里发表犯了大忌｡只是供大家参考,关于Turbolinux产品优劣不参与讨论｡请大家理解｡一直是不参与linux社区讨论的,这次是因为对cluster接触了比较长的时间,已经有了很大的兴趣,所以注册了来灌水｡

随着Internet/Intranet应用的日益广泛,计算机系统的重要性也日益上升｡低故障率和高性能向来是人们追求的主要目标,但对于单台服务器来讲,这两个问题是无法解决的｡

◆可用性——很多服务器都宣称已经达到了99%的可用性｡这个数字意味着什么呢?也就是说每年会有1%的非预计停机时间,让我们来具体算一下｡ 365(天/年)×24(小时/天)×1%=87.6 (小时/年)｡这每年87.6小时的停机时间对于要求24×7连续服务的企业来说简直就是灾难｡

◆高性能——假设一般的桌面机每秒能够处理几千个请求,而IA服务器每秒能够处理几万个请求｡那么对于需要每秒处理几十万个请求的企业来说,如果不采用集群技术,唯一的选择就是购买更加高档的中､小型计算机｡如果这样做,虽然系统性能只提高了十倍,但其购买价格和维护费用就将会上升几十倍甚至更多｡

集群技术的出现和发展则很好的解决了这两个问题｡#p#

集群

集群就是由一些互相连接在一起的计算机构成的一个并行或分布式系统,从外部来看,它们仅仅是一个系统,对外提供统一的服务｡

集群技术本身有很多种分类,市场上的产品也很多,都没有很标准的定义｡一般可以分为以下几种:

1. 基于冗余的集群

严格来讲,这种冗余系统并不能叫做真正的集群,因为它只能够提高系统的可用性,却无法提高系统的整体性能｡

有以下几种类型｡

A. 容错机

特点是在一台机器内部对其所有的硬件部件都进行冗余(包括硬盘､控制卡､总线､电源等等)｡

能够基本做到与软件系统无关,而且可实现无缝切换,但价格极其昂贵｡

典型市场产品:Compaq NonStop(Tandem),Micron(NetFrame),Straus

B. 基于系统镜像的双机系统

特点是利用双机,将系统的数据和运行状态(包括内存中的数据)进行镜像,从而实现热备份的目的｡

能够做到无缝切换,但因为采用软件控制,占用系统资源较大,而且由于两台机器需要完全一样的配置,所以性能价格比太低｡

典型市场产品:Novel SFT III,Marathon Endurance 4000 for NT

C. 基于系统切换的双机系统

特点是利用双机,将系统的数据(仅指硬盘数据)进行镜像,在主机失效的情况下从机将进行系统一级的切换｡

性能价格比适中,但无法实现无缝切换｡

典型市场产品:Legato(Vinca)StandbyServer for NetWare,Savoir(WesternMicro)SavWareHA(Sentinel),Compaq StandbyServer

2. 基于应用程序切换的集群

特点是当集群中的某个节点故障时,其它节点可以进行应用程序一级的切换,所以所有节点在正常状态下都可以对外提供自己的服务,也被成为静态的负载均衡方式｡

性能价格比高,但也无法实现无缝切换,而且对单个应用程序本身无法做到负载均衡｡

典型市场产品:Legato(Vinca)Co-StandbyServer for NT,Novel HA Server,Microsoft Cluster Server,DEC Cluster for NT,Legato Octopus,Legato FullTime,NeoHigh Rose HA,SUN Clusters, Veritas Cluster Server (FirstWatch),CA SurvivIT,1776

3. 基于并行计算的集群

主要应用于科学计算､大任务量的计算等环境｡有并行编译､进程通讯､任务分发等多种实现方法｡

典型市场产品:TurboLinux enFuzion,Beowulf,Supercomputer Architectures,Platform

4. 基于动态负载均衡的集群

所有节点对外提供相同的服务,这样可以实现对单个应用程序的负载均衡,而且同时提供了高可用性｡

性能价格比极高,但目前无法支持数据库｡

典型市场产品:TurboCluster Server,Linux Virtua Server,F5 BigIP,Microsoft Windows NT Load Balance Service