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Linux 服務器集群系統(tǒng)實現方案
一、集群的基本概念
有一種常見的方法可以大幅提高服務器的安全性，這就是集群。
Cluster集群技術可如下定義：一組相互獨立的服務器在網絡中表現為單一的系統(tǒng)，并以單一系統(tǒng)的模式加以管理。此單一系統(tǒng)為客戶工作站提供高可靠性的服務。
大多數模式下，集群中所有的計算機擁有一個共同的名稱，集群內任一系統(tǒng)上運行的服務可被所有的網絡客戶所使用。Cluster必須可以協調管理各分離的組件的錯誤和失敗，并可透明地向Cluster中加入組件。
一個Cluster包含多臺(至少二臺)擁有共享數據存儲空間的服務器。任何一臺服務器運行一個應用時，應用數據被存儲在共享的數據空間內。每臺服務器的操作系統(tǒng)和應用程序文件存儲在其各自的本地儲存空間上。
Cluster內各節(jié)點服務器通過一內部局域網相互通訊。當一臺節(jié)點服務器發(fā)生故障時，這臺服務器上所運行的應用程序將在另一節(jié)點服務器上被自動接管。當一個應用服務發(fā)生故障時，應用服務將被重新啟動或被另一臺服務器接管。當以上任一故障發(fā)生時，客戶將能很快連接到新的應用服務上。
二、集群的硬件配置
鏡像服務器雙機
集群中鏡像服務器雙機系統(tǒng)是硬件配置最簡單和價格最低廉的解決方案，通常鏡像服務的硬件配置需要兩臺服務器，在每臺服務器有獨立操作系統(tǒng)硬盤和數據存貯硬盤，每臺服務器有與客戶端相連的網卡，另有一對鏡像卡或完成鏡像功能的網卡。
鏡像服務器具有配置簡單，使用方便，價格低廉諸多優(yōu)點，但由于鏡像服務器需要采用網絡方式鏡像數據，通過鏡像軟件實現數據的同步，因此需要占用網絡服務器的CPU及內存資源，鏡像服務器的性能比單一服務器的性能要低一些。
有一些鏡像服務器集群系統(tǒng)采用內存鏡像的技術，這個技術的優(yōu)點是所有的應用程序和網絡操作系統(tǒng)在兩臺服務器上鏡像同步，當主機出現故障時，備份機可以在幾乎沒有感覺的情況下接管所有應用程序。因為兩個服務器的內存完全一致，但當系統(tǒng)應用程序帶有缺陷從而導致系統(tǒng)宕機時，兩臺服務器會同步宕機。這也是內存鏡像卡或網卡實現數據同步，在大數據量讀寫過程中兩臺服務器在某些狀態(tài)下會產生數據不同步，因此鏡像服務器適合那些預算較少、對集群系統(tǒng)要求不高的用戶。
硬件配置范例：
網絡服務器 兩臺服務器操作系統(tǒng)硬盤 兩塊
服務器數據存貯硬盤 視用戶需要確定
服務器鏡像卡(部分軟件可使用標準網卡) 兩塊
網絡服務網卡 兩塊
三、雙機與磁盤陣列
與鏡像服務器雙機系統(tǒng)相比，雙機與磁盤陣列柜互聯結構多出了第三方生產的磁盤陣列柜，目前，豪威公司、精業(yè)公司等許多公司都生產有磁盤陣列柜，在磁盤陣列柜中安裝有磁盤陣列控制卡，陣列柜可以直接將柜中的硬盤配置成為邏輯盤陣。磁盤陣列柜通過SCSI電纜與服務器上普通SCSI卡相連，系統(tǒng)管理員需直接在磁盤柜上配置磁盤陣列。
雙機與磁盤陣列柜互聯結構不采用內存鏡像技術，因此需要有一定的切換時間(通常為60?D?D180秒)，它可以有郊的避免由于應用程序自身的缺陷導致系統(tǒng)全部宕機，同時由于所有的數據全部存貯在中置的磁盤陣列柜中，當工作機出現故障時，備份機接替工作機，從磁盤陣列中讀取數據，所以不會產生數據不同步的問題，由于這種方案不需要網絡鏡像同步，因此這種集群方案服務器的性能要比鏡像服務器結構高出很多。
雙機與磁盤陣列柜互聯結構的缺點是在系統(tǒng)當中存在單點錯的缺陷，所謂單點錯是指當系統(tǒng)中某個部件或某個應用程序出現故障時，導致所有系統(tǒng)全部宕機。在這個系統(tǒng)中磁盤陣列柜是會導致單點錯，當磁盤陣列柜出現邏輯或物理故障時，所有存貯的數據會全部丟失，因此，在選配這種方案時，需要選用一個品質與售后服務較好的產品。
硬件配置范例：
網絡服務器 兩臺
服務器操作系統(tǒng)硬盤 兩塊
第三方生產的磁盤陣列柜 一臺
磁盤柜專用SCSI電線 兩根
磁盤陣列柜數據存貯硬盤 視用戶需求確定
網絡服務網卡 兩塊
除此之外，一些廠商還有更優(yōu)秀的技術的解決方案，比如 HP.
四、HP雙機雙控容錯系統(tǒng)
HP NetServer為雙機雙控容錯系統(tǒng)提供了高品質和高可靠的硬件基礎……
HP雙機雙控容錯系統(tǒng)結合了HP服務器產品的安全可靠性與Cluster技術的優(yōu)點，相互配合二者的優(yōu)勢。
硬件配置范例：
HP L系統(tǒng)的網絡服務器 兩臺
服務器操作系統(tǒng)硬盤 兩塊
HP硬盤存貯柜(SS/6，RS/8，RS/12) 一臺
磁盤柜專用SCSI集群適配電纜 兩根
磁盤柜數據存貯硬盤 視用戶需求確定
HP集群專用陣列卡 兩塊
網絡服務網卡 兩塊
五、HP光纖通道雙機雙控集群系統(tǒng)
光纖通道是一種連接標準，可以作為SCSI的一種替代解決方案，光纖技術具有高帶寬、抗電磁干擾、傳輸距離遠、質量高、擴展能力強等特性，目前在FC-AL仲裁環(huán)路上可接入126個設備。
光纖設備提供了多種增強的連接技術，大大方便了用戶使用。服務器系統(tǒng)可以通過光纜遠程連接，最大可跨越10公里的距離。它允許鏡像配置，這樣可以改善系統(tǒng)的容錯能力。服務器系統(tǒng)的規(guī)模將更加靈活多變。SCSI每條通道最多可連接15個設備，而光纖仲裁環(huán)路最多可以連接126個設備。
光纖集群系統(tǒng)組成：
HP光纖集群系統(tǒng)硬件設備包括有兩臺HP服務器(需支持光纖卡，目前有LC2000、LH3000、LH4、 LH6000、LT6000、LXr8000、LXR8500)及光纖適配卡，可以使用RS/12FC光纖磁盤陣列柜，需另加一對或兩對網卡用于心跳檢測和與客戶端連接。在配置過程中還需另外選配光纖卡到光纖存貯設備的光纖電纜。硬件配置：
HPL系統(tǒng)的網絡服務器 兩臺
服務器操作系統(tǒng)硬盤 兩塊
HP光纖陣列存貯柜(RS/12FC) 一臺
光纖磁盤柜專用光纖電纜 兩根
光纖磁盤柜數據存貯硬盤 視用戶需求確定
HP光纖適配卡 兩塊
網絡服務網卡 兩塊
六、集群的軟件配置
基于NT平臺的集群軟件
Microsoft的MSCS，也有許多第三方的專業(yè)軟件公司開發(fā)的集群軟件，如豪威的DATAWARE，VIN CA公司的STANDBY SERVER，NSI公司的DOUBLE-TAKE
MS WolfPack的特點
MS WolfPack是MS Cluster server的別稱，是 微軟針對Cluster技術研制開發(fā)的雙機軟件。它集成在NT SERVER上，支持由二臺機器組成的雙機系統(tǒng)，提供一種高可用且易管理的應用環(huán)境。
主要特點：
自動檢測和修復服務器或應用程序的錯誤
可實現對服務器中應用程序的切換
可通過TCP/IP連接各種客戶端，如MS-DOS、WINDOWS 3.X/9X/NT，Apple Macintosh、UNIX生產主機無需人工干涉即可自動恢復數據并接管任務
易管理性：
可自動審核服務器和應用程序的工作狀態(tài)
可建立高可用性的應用程序、文件共享、打印請求等
可靈活設置應用程序和數據的恢復策略
簡單操作即可進行應用程序的離線，重新再線，服務器間的遷移。
目前，WINDOWS 2000 Advanced Server與WINDOWS 2000 DataCenter Server都集成有更先進集群技術。
其它的網絡操作系統(tǒng)平臺上也有許多集群軟件，比如：
基于novell平臺的集群軟件有Novell HA Server、Novell SFT III
基于sco UNIX平臺的集群軟件有Sentinel集群軟件
基于Linux平臺的集群軟件有TurboCluster
七、集群技術的發(fā)展趨勢
集群技術隨著服務器硬件系統(tǒng)與網絡操作系統(tǒng)的發(fā)展將會在可用性、高可靠性、系統(tǒng)冗余等方面逐步提高。未來的集群可以依靠集群文件系統(tǒng)實現對系統(tǒng)中的所有文件、設備和網絡資源的全局訪問，并且生成一個完整的系統(tǒng)映像。這樣，無論應用程序在集群中的哪臺服務器上，集群文件系統(tǒng)允許任何用戶(遠程或本地)都可以對這個軟件進行訪問。任何應用程序都可以訪問這個集群任何文件。甚至在應用程序從一個節(jié)點轉移到另一個節(jié)點的情況下，無需任何改動，應用程序就可以訪問系統(tǒng)上的文件。
在今天，利用服務器的集群技術，通過周密計劃和網絡維護，系統(tǒng)破壞的機率是非常小的。所以，企業(yè)服務器的穩(wěn)定必須使用集群技術。
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