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Linux下集群技能使用概述51CTO博客

2019年03月31日08时51分39秒 | 作者: 思真 | 标签: 集群,效劳,节点 | 浏览: 1609

一、 集群的界说
集群是一组协同作业的效劳调集,用来供给比单一效劳更安稳、更高效、更具扩展性的效劳渠道,在外界看来,集群便是一个独立的效劳实体,但实际上,在集群的内部,有两个或两个以上的效劳实体在和谐、合作完结一系列杂乱的作业。
 集群一般有两个或两个以上的效劳器组成而成,每个效劳器被称为一个集群节点,集群节点之间能够彼此通讯,通讯的方法有两种,一种是依据RS232线的心跳监控,另一种是用一块独自的网卡来跑心跳,因此,集群具有节点间效劳状况监控功用,一起还有必要具有用劳实体的扩展功用,能够灵敏的添加和除掉某个效劳实体。
在集群中,相同的效劳能够由多个效劳实体供给。因此,当一个节点出现毛病时,集群的另一个节点能够主动接收毛病节点的资源,然后确保效劳耐久、不间断运转。因此集群具有毛病主动搬运功用。
 一个集群体系有必要具有同享的数据存储,因为集群对外供给的效劳是共同的,任何一个集群节点运转一个运用时,运用的数据都会集存储在节点同享空间内,而每个节点的操作体系上仅运转运用的效劳,一起存储运用程序文件。
综上所述,构建一个集群体系至少需求两台效劳器,一起还需求有串口线、集群软件、同享存储设备(例如磁盘阵列)等。
依据Linux的集群以其极高的核算才能、可扩展性、可用性及愈加优化的性价比在企业各种运用中锋芒毕露。 成为现在咱们都关怀的Linux运用热门,熟练掌握Linux集群常识,能够用低价格做出高功用的运用。为企业、个人节省了本钱。国内大型网站新浪、网易等都采用了linux集群体系构建高功用web运用,闻名搜索引擎google采用了上万台linux效劳器组成了一个超大集群,这些实例都说明晰集群在linux运用中的位置和重要性。

二、 集群的特色与功用

2.1 高可用性与可扩展性
1.高可用性
 关于一些实时性很强的运用体系,有必要确保效劳的24小时不间断运转,而因为软件、硬件、网络、人为等各种原因,单一的效劳运转环境很难到达这种要求,此刻构建一个集群体系是个不错的挑选,构建集群的一个最大长处是集群具有高可用性,在效劳出现毛病时,集群体系能够主动将效劳从毛病节点切换到另一个备用节点,然后供给不间断性效劳,确保了事务的继续运转。
2.可扩展性
 跟着事务量的加大,现有的集群效劳实体不能满意需求时,能够向此集群中动态的参加一个或多个效劳节点,然后满意运用的需求,增强集群的全体功用。这便是集群的可扩展性。

2.2 负载均衡与过错康复
1.负载均衡
 集群体系最大的特色是能够灵敏、有用的分管体系负载,经过集群本身界说的负载分管战略,将客户端的拜访分配到下面的各个效劳节点,例如,能够界说轮询分配战略,将恳求均匀的分配到各个效劳节点,还能够界说最小负载分配战略,当一个恳求进来时,集群体系判别哪个效劳节点比较悠闲,就将此恳求分发到这个节点。
2.过错康复
 当一个使命在一个节点上还没有完结时,因为某种原因,履行失利,此刻,另一个效劳节点应该能接着完结此使命,这便是集群供给的过错康复功用,经过过错的重定向,确保了每个履行使命都能有用的完结。

2.3心跳检测与漂移IP
1.心跳监测
 为了能完结负载均衡、供给高可用效劳和履行过错康复,集群体系供给了心跳监测技能,心跳监测是经过心跳线完结的,能够做心跳线的设备有RS 232串口线,也能够用独立的一块网卡来跑心跳,还能够是同享磁盘阵列等,心跳线的数量应该为集群节点数减1,需求留意的是,假如经过网卡来做心跳的话,每个节点需求两块网卡,其间,一块作为私有网络直接连接到对方机器相应的网卡,用来监测对方心跳。别的一块连接到公共网络对外供给效劳,一起心跳网卡和效劳网卡的IP地址尽量不要在一个网段内。心跳监控的功率直接影响毛病切换时刻的长短,集群体系正是经过心跳技能保持着节点间的内部有用通讯。
2.漂移IP地址
 在集群体系中,除了每个效劳节点本身的实在IP地址外,还存在一个漂移IP地址,为什么说是漂移IP呢,因为这个IP地址并不固定,例如在两个节点的双机热备中,正常状况下,这个漂移IP坐落主节点上,当主节点出现毛病后,漂移IP地址主动切换到备用节点,因此,为了确保效劳的不间断性,在集群体系中,对外供给的效劳IP必定要是这个漂移IP地址,尽管节点本身的IP也能对外供给效劳,可是当此节点失效后,效劳切换到了另一个节点,可是效劳IP依然是毛病节点的IP地址,此刻,效劳就随之中止。

三、 集群的分类

3.1 高可用集群
 

1.高可用的概念
高可用集群的英文全称是High Availability Cluster,简称HA Cluster, 高可用的意义是最大极限的能够运用,从集群的姓名上能够看出,此类集群完结的功用是确保用户的运用程序耐久、不间断的供给效劳。
当运用程序出现毛病,或许体系硬件、网络出现毛病时,运用能够主动、快速从一个节点切换到另一个节点,然后确保运用继续、不间断的对外供给效劳,这便是高可用集群完结的功用,
 

2.常见的HA Cluster
咱们常说的双机热备、双机互备、多机互备等都归于高可用集群的领域,这类集群一般都有两个或两个以上节点组成。典型的双机热备结构如图1所示

图1 双机热备结构
 

双机热备是最简略的运用形式,即常常说的active/standby方法,它运用两台效劳器,一台作为主效劳器(action),运转运用程序对外供给效劳,另一台作为备机(standby),装置和主效劳器相同的运用程序,可是并不发动效劳,处于待机状况。主机和备机之间经过心跳技能彼此监控,监控的资源能够是网络、操作体系、也能够是效劳,用户能够依据自己的需求,挑选需求监控的资源,当备机监控到主机的某个资源出现毛病时,依据预先设定好的战略,首先将IP切换过来,然后将运用程序效劳也接收过来,接着就由备机对外供给效劳,因为切换进程时刻十分端,用户底子感觉不到程序出了问题,而且还进行了切换,然后确保了运用程序耐久、不间断的效劳。
双机互备是在双机热备的基础上,两个彼此独立的运用在两个机器上一起运转,互为主备,即两台效劳器既是主机也是备机,当任何一个运用出现毛病,另一台效劳器都能在短时刻内将毛病机器的运用接收过来,然后确保了效劳的继续、无间断运转。双机互备的优点是节省了设备资源,两个运用的双机热备至少需求四台效劳器,而双机互备仅需两台效劳器即可完结高可用集群功用,可是双机互备也有本身的缺陷:在某个节点毛病切换后,另一个节点上就一起运转了两个运用的效劳,有或许出现负载过大的状况。
多机互备是双机热备的技能晋级,经过多台机器组成一个集群,能够在多台机器之间设置灵敏的接收战略,例如,某个集群环境有8台效劳器组成,3台运转web运用,3台运转mail运用,因此,能够将剩下的一台作为3台web效劳器的备机,另一台作为3台mail效劳器的备机,经过这样的布置,合理充沛的利用了效劳器资源,一起也确保了体系的高可用性。
需求留意的是:高可用集群不能确保运用程序数据的安全性,它只是处理的是对外供给耐久不间断的效劳,把因为软件、硬件、网络、人为因素形成的毛病而对运用形成的影响降低到最底程度。
3.高可用集群软件
高可用集群一般是经过高可用软件来完结的,在linux下常用的高可用软件有:开源heartbea HA、Redhat供给的RHCS、商业软件ROSE、keepalived等。鄙人面的章节中咱们会具体介绍heartbea HA的装备和运用。

3.2 负载均衡集群
负载均衡体系的英文全称为Load Balance Cluster,简称LB Cluster,负载均衡集群也是有两台或许两台以上的效劳器组成,分为前端负载调度和后端节点效劳两个部分,负载调度部分担任把客户端的恳求依照不同的战略分配给后端效劳节点,然后端节点是真实供给运用程序效劳的部分。
与HA Cluster不同的是,在负载均衡集群中,全部的后端节点都处于活动状况,它们都对外供给效劳,分摊体系的作业负载。
负载均衡集群能够把一个高负荷的运用涣散到多个节点来共同完结,适用于事务繁忙、大负荷拜访的运用体系,可是它也有缺乏的当地:当一个节点出现毛病时,前端调度体系并不知道此节点现已不能供给效劳,依然会把客户端的恳求调度到毛病节点上来,这样拜访就会失利,为了处理这个问题,负载调度体系一般都引入了节点监控体系。
节点监控体系坐落前端负载调度机上,担任监控下面的效劳节点,当某个节点出现毛病后,节点监控体系会主动将毛病节点从集群中除掉,当此节点康复正常后,节点监控体系又会主动将其参加集群中,而这全部,对用户来说是彻底通明的。
图2显现了负载均衡集群的根本结构:

图2 负载均衡集群根本构架
 

负载均衡集群能够经过软件方法完结,也能够由硬件设备来完结,linux下典型的负载均衡软件有:开源LVS集群、Oracle的RAC集群等,硬件负载均衡器有F5 Networks等。关于LVS集群,鄙人面的章节咱们会进行具体解说。

3.3 科学核算集群
高功用核算(High Perfermance Computing)集群,简称HPC集群。这类集群致力于供给单个核算机所不能供给的强壮的核算才能,包含数值核算和数据处理,而且倾向于寻求归纳功用。HPC与超级核算相似,可是又有不同,核算速度是超级核算寻求的榜首方针。最快的速度,最大的存储,最巨大的体积,最贵重的价格代表了超级核算的特色,跟着人们对核算速度需求的进步,超级核算也运用到了各个领域,对超级核算寻求单一核算速度目标转变为寻求高功用的归纳目标。即高功用核算。
HPC运用领域十分广泛,典型运用有:生命科学研究、基因测验比对、数据发掘运用、石油和天然气勘探、图画出现等。

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