集群分布式與負(fù)載均衡十

1、集群分布式與負(fù)載均衡十 1、Linux集群主要分成三大類( 高可用集群 負(fù)載均衡集群科學(xué)計(jì)算集群) 集群是一個統(tǒng)稱他分為好幾種如高性能科學(xué)群集、負(fù)載均衡群集、高可用性群集等。 科學(xué)群集 、高性能集群（High erformance clusterHC） 它是利用一個集群中的多臺機(jī)器共同完成同一件任務(wù)使得完成任務(wù)的速度和可靠性都遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于單機(jī)運(yùn)行的效果。彌補(bǔ)了單機(jī)性能上的不足。該集群在天氣預(yù)報、環(huán)境監(jiān)控等數(shù)據(jù)量大計(jì)算復(fù)雜的環(huán)境中應(yīng)用比較多； 通常這種集群涉及為群集開發(fā)并行編程應(yīng)用程序以解決復(fù)雜的科學(xué)問題。它不使用專門的超級并行計(jì)算機(jī)而是用商業(yè)系統(tǒng)（如通過高速連接來鏈接的一組單處理器或雙處理器C）并

2、且在公共消息傳遞層上進(jìn)行通信以運(yùn)行并行應(yīng)用程序。我們常常聽說一種的 Linux 超級計(jì)算機(jī)問世了大多數(shù)情況就是指這種集群系統(tǒng)其處理能力與真的超級計(jì)算機(jī)相當(dāng)而其與上百萬美的專用超級計(jì)算機(jī)相比是相當(dāng)?shù)摹?負(fù)載均衡集群（Load balance cluster LBC） 它是利用一個集群中的多臺單機(jī)完成許多并行的小的工作。一般情況下如果一個應(yīng)用使用的人多了那么用戶請求的相應(yīng)時間就會增大機(jī)器的性能也會受到影響如果使用負(fù)載均衡集群那么集群中任意一臺機(jī)器都能相應(yīng)用戶的請求這樣集群就會在用戶發(fā)出服務(wù)請求之后選擇當(dāng)時負(fù)載最小能夠提最好的服務(wù)的這臺機(jī)器來接受請求并相應(yīng)這樣就可用用集群來增加系統(tǒng)的可用性和穩(wěn)定性。

3、這類集群在站中使用較多； 負(fù)載均衡群集為企業(yè)需求提了更為實(shí)用的系統(tǒng)。如其名稱這種系統(tǒng)使負(fù)載可以在多臺計(jì)算機(jī)中盡可能平均地分?jǐn)偺幚?。?fù)載可以是需要均衡的應(yīng)用程序處理負(fù)載或絡(luò)流量負(fù)載。在系統(tǒng)中每個節(jié)點(diǎn)都可以處理一部分負(fù)載并且可以在節(jié)點(diǎn)之間動態(tài)分配負(fù)載以實(shí)現(xiàn)平衡。對于絡(luò)流量也是如此。 高可用性集群（High availability clusterHAC） 它是利用集群中系統(tǒng) 的冗余當(dāng)系統(tǒng)中某臺機(jī)器發(fā)生損壞的時候其他后備的機(jī)器可以迅速的接替它來啟動服務(wù)等待故障機(jī)的維修和返回。最大限度的保證集群中服務(wù)的可用性。這類系統(tǒng)一般在銀行電信服務(wù)這類對系統(tǒng)可靠性有高的要求的領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。 高可用性群集的出

4、現(xiàn)是為了使群集的整體服務(wù)盡可能可用。如果高可用性群集中的主節(jié)點(diǎn)發(fā)生了故障那么這段時間內(nèi)將由次節(jié)點(diǎn)代替它。次節(jié)點(diǎn)通常是主節(jié)點(diǎn)的鏡像所以當(dāng)它代替主節(jié)點(diǎn)時它可以完全接管其身份對用戶沒有任何影響。 在群集的這三種基本類型之間經(jīng)常會發(fā)生交叉、混合。比如：在高 可用性的群集系統(tǒng)中也可以在其節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡同時仍然維持著其高可用性。 2、負(fù)載均衡系統(tǒng)： 負(fù)載均衡又有DNS負(fù)載均衡（比較常用）、I負(fù)載均衡、反向代理負(fù)載均衡等也就是在集群中有服務(wù)器A、B、C它們都是互不影響互不相干的任何一臺的機(jī)器宕了都不會影響其他機(jī)器的運(yùn)行當(dāng)用戶來一個請求有負(fù)載均衡器的算法決定由哪臺機(jī)器來處理假如你的算法是采用round算

5、法有用戶a、b、c那么分別由服務(wù)器A、B、C來處理； 3、分布式是指將不同的業(yè)務(wù)分布在不同的地方。 而集群指的是將幾臺服務(wù)器集中在一起實(shí)現(xiàn)同一業(yè)務(wù)。 分布式中的每一個節(jié)點(diǎn)都可以做集群。 而集群并不一定就是分布式的。 舉例：就比如訪問的人多了他可以做一個群集前面放一個響應(yīng)服務(wù)器后面幾臺服務(wù)器完成同一業(yè)務(wù)如果有業(yè)務(wù)訪問的時候響應(yīng)服務(wù)器看哪臺服務(wù)器的負(fù)載不是很重就將給哪一臺去完成。 而分布式從窄意上理解也跟集群差不多 但是它的組織比較松散不像集群有一個組織性一臺服務(wù)器垮了其它的服務(wù)器可以頂上來。 分布式的每一個節(jié)點(diǎn)都完成不同的業(yè)務(wù)一個節(jié)點(diǎn)垮了哪這個業(yè)務(wù)就不可訪問了。 1. 集群(Cluster)：是

6、一組獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成一個松耦合的多處理器系統(tǒng)它們之間通過絡(luò)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。應(yīng)用程序可以通過絡(luò)共享內(nèi)存進(jìn)行消息傳送實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算機(jī)。 2. 負(fù)載均衡(Load Balance)：先得從集群講起集群就是一組連在一起的計(jì)算機(jī)從外部看它是一個系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)可以是不同的操作系統(tǒng)或不同硬件構(gòu)成的計(jì)算機(jī)。如一個提 Web服務(wù)的集群對外界來看是一個大Web服務(wù)器。不過集群的節(jié)點(diǎn)也可以單獨(dú)提服務(wù)。 3. 特點(diǎn)：在現(xiàn)有絡(luò)結(jié)構(gòu)之上負(fù)載均衡提了一種廉價有效的方法擴(kuò)展服務(wù)器帶寬和增加吞吐量加強(qiáng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力提高絡(luò)的靈活性和可用性。集群系統(tǒng) (Cluster)主要解決下面幾個問題：高可靠性（HA）：利用集群管理軟件當(dāng)主

7、服務(wù)器故障時備份服務(wù)器能夠自動接管主服務(wù)器的工作并及時切換過 去以實(shí)現(xiàn)對用戶的不間斷服務(wù)。高性能計(jì)算（H）：即充分利用集群中的每一臺計(jì)算機(jī)的資源實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)算的并行處理通常用于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域比如基因分 析化學(xué)分析等。負(fù)載平衡：即把負(fù)載壓力根據(jù)某種算法合理分配到集群中的每一臺計(jì)算機(jī)上以減輕主服務(wù)器的壓力降低對主服務(wù)器的硬件和軟件要求。1.集群1.1定義：是一組獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成一個松耦合的多處理器系統(tǒng)它們之間通過絡(luò) 實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。應(yīng)用程序可以通過絡(luò)共享內(nèi)存進(jìn)行消息傳送實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算機(jī)。是一組連在一起的計(jì)算機(jī)從外部看它是一個系統(tǒng)各節(jié)點(diǎn)可以是不同的操作系統(tǒng)或不同硬件構(gòu)成的計(jì)算機(jī)。如一個提Web服務(wù)

8、的集群對外界來看是一個大Web服務(wù)器。不過集群的節(jié)點(diǎn)也可以單獨(dú)提服務(wù)。1.2負(fù)載均衡系統(tǒng)：集群中所有的節(jié)點(diǎn)都處于活動狀態(tài)它們分?jǐn)傁到y(tǒng)的工作負(fù)載。一般Web服務(wù)器集群、數(shù)據(jù)庫集群和應(yīng)用服務(wù)器集群都屬于這種類型。負(fù)載均衡集群一般用于相應(yīng)絡(luò)請求的頁服務(wù)器數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。這種集群可以在接到請求時檢查接受請求較少不繁忙的服務(wù)器并把請求轉(zhuǎn)到這些服務(wù)器上。從檢查其他服務(wù)器狀態(tài)這一點(diǎn)上看負(fù)載均衡和容錯集群很接近不同之處是數(shù)量上更多。1.3集群系統(tǒng)主要解決下面幾個問題：高可靠性（HA）：利用集群管理軟件當(dāng)主服務(wù)器故障時備份服務(wù)器能夠自動接管主服務(wù)器的工作并及時切換過去以實(shí)現(xiàn)對用戶的不間斷服務(wù)。負(fù)載均衡：即把負(fù)載壓

9、力根據(jù)某種算法合理分配到集群中的每一臺計(jì)算機(jī)上以減輕主服務(wù)器的壓力降低對主服務(wù)器的硬件和軟件要求高性能計(jì)算（H）：即充分利用集群中的每一臺計(jì)算機(jī)的資源實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)算的并行處理通常用于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域比如基因分析化學(xué)分析等。2.負(fù)載均衡系統(tǒng)先從集群講起負(fù)載均衡又有DNS負(fù)載均衡（比較常用）、I負(fù)載均衡、反向代理負(fù)載均衡等也就是在集群中有服務(wù)器A、B、C它們都是互不影響互不相干的任何一臺的機(jī)器宕了都不會影響其他機(jī)器的運(yùn)行當(dāng)用戶來一個請求有負(fù)載均衡器的算法決定由哪臺機(jī)器來處理假如你的算法是采用round算法有用戶a、b、c那么分別由服務(wù)器A、B、C來處理；2.1基于DNS的負(fù)載均衡通過DNS服務(wù)中的隨機(jī)名

10、字解析來實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡在DNS服務(wù)器中可以為多個不同的配置同一個名字而最終查詢這個名字的客戶機(jī)將在解析這個名字時得到其中一個。因此對于同一個名字不同的客戶機(jī)會得到不同的他們也就訪問不同上的Web服務(wù)器從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的。2.2反向代理負(fù)載均衡 （如Aache+JK2+Tomcat這種組合）使用代理服務(wù)器可以將請求轉(zhuǎn)發(fā)給內(nèi)部的Web服務(wù)器讓代理服務(wù)器將請求均勻地轉(zhuǎn)發(fā)給多臺內(nèi)部Web服務(wù)器之一上從而達(dá)到負(fù)載均衡的目的。這種代理方式與普通的代理方式有所不同標(biāo)準(zhǔn)代理方式是客戶使用代理訪問多個外部Web服務(wù)器而這種代理方式是多個客戶使用它訪問內(nèi)部Web服務(wù)器因此也被稱為反向代理模式。 2.3基于NAT

11、（Network Address Translation）的負(fù)載均衡技術(shù) （如Linux Virtual Server簡稱LVS）絡(luò)轉(zhuǎn)換為在內(nèi)部和外部之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換以便具備內(nèi)部的計(jì)算機(jī)能訪問外部絡(luò)而當(dāng)外部絡(luò)中的計(jì)算機(jī)訪問轉(zhuǎn)換關(guān)擁有的某一外部時轉(zhuǎn)換關(guān)能將其轉(zhuǎn)發(fā)到一個映射的內(nèi)部上。因此如果轉(zhuǎn)換關(guān)能將每個連接均勻轉(zhuǎn)換為不同的內(nèi)部服務(wù)器此后外部絡(luò)中的計(jì)算機(jī)就各自與自己轉(zhuǎn)換得到的上服務(wù)器進(jìn)行通信從而達(dá)到負(fù)載分擔(dān)的目的。3.分布式是指將不同的業(yè)務(wù)分布在不同的地方。而集群指的是將幾臺服務(wù)器集中在一起實(shí)現(xiàn)同一業(yè)務(wù)。 分布式中的每一個節(jié)點(diǎn)都可以做集群。 而集群并不一定就是分布式的。舉例：就比如訪問的人多了他可以做

12、一個群集前面放一個響應(yīng)服務(wù)器后面幾臺服務(wù)器完成同一業(yè)務(wù)如果有業(yè)務(wù)訪問的時候響應(yīng)服務(wù)器看哪臺服務(wù)器的負(fù)載不是很重就將給哪一臺去完成。分布式從窄意上理解也跟集群差不多 但是它的組織比較松散不像集群有一個組織性一臺服務(wù)器垮了其它的服務(wù)器可以頂上來。 分布式的每一個節(jié)點(diǎn)都完成不同的業(yè)務(wù)一個節(jié)點(diǎn)垮了哪這個業(yè)務(wù)就不可訪問了。在群集的這三種基本類型之間經(jīng)常會發(fā)生交叉、混合。比如：在高可用性的群集系統(tǒng)中也可以在其節(jié)點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡同時仍然維持著其高可用性。還有一種概括性說法：cluster是手段load banlance是目標(biāo)之一。服務(wù)器集群：服務(wù)器集群就是指將很多服務(wù)器集中起來一起進(jìn)行同一種服務(wù)在客戶端看來就像是只有一個服務(wù)器。集群可以利用多個計(jì)算機(jī)進(jìn)行并行計(jì)算從而獲得很高的計(jì)算速度也可以用多個計(jì)算機(jī)做備份從而使得任何一個機(jī)器壞了整個系統(tǒng)還是能正常運(yùn)行。服務(wù)器負(fù)載均衡：負(fù)載均衡 （Load Balancing） 建立在現(xiàn)有絡(luò)結(jié)構(gòu)之上它提了一種廉價有效透明的方法擴(kuò)展絡(luò)設(shè)備和服務(wù)器的帶寬、增加吞吐量、加強(qiáng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力、提高絡(luò)的靈活性和可用性。分布式服務(wù)器：所謂分布式資源共享服務(wù)器就是指數(shù)據(jù)和程序可以不位于一個服務(wù)器上而是分散到多個服務(wù)器以絡(luò)上分散分布的地理信息數(shù)據(jù)及受其影響的數(shù)據(jù)庫操作為研究對象的一種理論計(jì)算模型服務(wù)器形式。分布式有利于任務(wù)在整個計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上進(jìn)行分配與優(yōu)化克服了傳統(tǒng)集中式系統(tǒng)