集群HA負載均衡技術(shù)

1、實用標準文案集群、雙機、負載均衡、HA HPG NLB1.1什么是集群簡單的說，集群(cluster )就是一組計算機，它們作為一個整體向用戶提供一組網(wǎng)絡(luò)資源。這些單個的計算機系統(tǒng)就是集群的節(jié)點(no de)。一個理想的集群是，用戶從來不會意識到集群系統(tǒng)底層的節(jié)點，在他/她們看來，集群是一個系統(tǒng)，而非多個計算機系統(tǒng)。并且集群系統(tǒng)的管理員可以 隨意增加和刪改集群系統(tǒng)的節(jié)點。1.2集群系統(tǒng)的主要優(yōu)點：(1) 高可擴展性：(2) 高可用性HA集群中的一個節(jié)點失效，它的任務(wù)可傳遞給其他節(jié)點。 可以有效防止單點失效。(3) 高性能：負載平衡集群允許系統(tǒng)同時接入更多的用戶。(4) 高性價比：可以采用廉價的

2、符合工業(yè)標準的硬件構(gòu)造高性能的系統(tǒng)。2.1集群系統(tǒng)的分類雖然，根據(jù)集群系統(tǒng)的不同特征可以有多種分類方法，但是一般把集群系統(tǒng)分為兩類：(1) 、高可用(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(wù)。就是利用集群系統(tǒng)的容錯性對外提供7*24小時不間斷的服務(wù)，如高可用的文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)等關(guān)鍵應(yīng)用。負載均衡集群：使任務(wù)可以在集群中盡可能平均地分攤不同的計算機進 行處理，充分利用集群的處理能力，提高對任務(wù)的處理效率。在實際應(yīng)用中這幾種集群類型可能會混合使用，以提供更加高效穩(wěn)定的 服務(wù)。如在一個使用的網(wǎng)絡(luò)流量負載均衡集群中，就會包含高可用的網(wǎng)絡(luò)文件系 統(tǒng)

3、、高可用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。(2) 、性能計算(High Perfermanee Computing)集群，簡稱 HPC集群，也 稱為科學(xué)計算集群。在這種集群上運行的是專門開發(fā)的并行應(yīng)用程序，它可以把一個問題的 數(shù)據(jù)分布到多臺的計算機上，利用這些計算機的共同資源來完成計算任務(wù)，從而可以解決單機不能勝任的工作(如問題規(guī)模太大，單機計算速度太慢)。這類集群致力于提供單個計算機所不能提供的強大的計算能力。如天氣 預(yù)報、石油勘探與油藏模擬、分子模擬、生物計算等。3.1什么是高可用性(HA)計算機系統(tǒng)的可用性(availability)是通過系統(tǒng)的可靠性(reliability)和可維護性(ma in tai

4、nability)來度量的。工程上通常用平均無故障時間 (MTTF)來度量系統(tǒng)的可靠性，用平均維修時間(MTTR來度量系統(tǒng)的可維護性。于是可 用性被定義為：MTTF/ (MTTF+MTTR)*100%負載均衡服務(wù)器的高可用性為了屏蔽負載均衡服務(wù)器的失效，需要建立一個備份機。主服務(wù)器和備份機上都運行High Availability 監(jiān)控程序，通過傳送諸如“ I am alive ”這樣的信息來監(jiān)控對方的運行狀況。當(dāng)備份機不能在一定的時間內(nèi)收到這樣的信息時，它就接 管主服務(wù)器的服務(wù)IP并繼續(xù)提供服務(wù)；當(dāng)備份管理器又從主管理器收到“I amalive ”這樣的信息是，它就釋放服務(wù)IP地址，這樣的主

5、管理器就開開始再次進 行集群管理的工作了。為在主服務(wù)器失效的情況下系統(tǒng)能正常工作，我們在主、 備份機之間實現(xiàn)負載集群系統(tǒng)配置信息的同步與備份，保持二者系統(tǒng)的基本一 致。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(jīng)由復(fù)雜 的監(jiān)聽程序。邏輯判斷，來相互偵測對方運行的情況，所檢查的項目有：主機硬 件(CPU和周邊)、主機網(wǎng)絡(luò)、主機操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫引擎及其它應(yīng)用程序、主機 與磁盤陣列連線。為確保偵測的正確性，而防止錯誤的判斷，可設(shè)定安全偵測時 間，包括偵測時間間隔，偵測次數(shù)以調(diào)整安全系數(shù)，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。

6、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 除繼續(xù)進行原來的任務(wù)，還將依據(jù)各種容錯備援模式接管預(yù)先設(shè)定的備援作業(yè)程 序，并進行后續(xù)的程序及服務(wù)。自動恢復(fù)（Auto-Recovery）階段在正常主機代替故障主機工作后,故障主 機可離線進行修復(fù)工作。在故障主機修復(fù)后，透過冗余通訊線與原正常主機連 線，自動切換回修復(fù)完成的主機上。整個回復(fù)過程完成由EDI-HA自動完成，亦可依據(jù)預(yù)先配置，選擇回復(fù)動作為半自動或不回復(fù)。3.2、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(jiān)控準備狀況；當(dāng)主機宕機時，備機接管主 機的一切工作，待主機恢復(fù)正常后，按使用者的設(shè)定以自動或手動方式將服務(wù)切 換到主機上運行，數(shù)據(jù)的一致性通過共享存儲系統(tǒng)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(wù)工作且相互監(jiān)測情況，當(dāng)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(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的 關(guān)鍵數(shù)據(jù)存放在共享