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Linux 服務(wù)器集群系統實(shí)現方案
一、集群的基本概念
有一種常見(jiàn)的方法可以大幅提高服務(wù)器的安全性，這就是集群。
Cluster集群技術(shù)可如下定義：一組相互獨立的服務(wù)器在網(wǎng)絡(luò )中表現為單一的系統，并以單一系統的模式加以管理。此單一系統為客戶(hù)工作站提供高可靠性的服務(wù)。
大多數模式下，集群中所有的計算機擁有一個(gè)共同的名稱(chēng)，集群內任一系統上運行的服務(wù)可被所有的網(wǎng)絡(luò )客戶(hù)所使用。Cluster必須可以協(xié)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(gè)Cluster包含多臺(至少二臺)擁有共享數據存儲空間的服務(wù)器。任何一臺服務(wù)器運行一個(gè)應用時(shí)，應用數據被存儲在共享的數據空間內。每臺服務(wù)器的操作系統和應用程序文件存儲在其各自的本地儲存空間上。
Cluster內各節點(diǎn)服務(wù)器通過(guò)一內部局域網(wǎng)相互通訊。當一臺節點(diǎn)服務(wù)器發(fā)生故障時(shí)，這臺服務(wù)器上所運行的應用程序將在另一節點(diǎn)服務(wù)器上被自動(dòng)接管。當一個(gè)應用服務(wù)發(fā)生故障時(shí)，應用服務(wù)將被重新啟動(dòng)或被另一臺服務(wù)器接管。當以上任一故障發(fā)生時(shí)，客戶(hù)將能很快連接到新的應用服務(wù)上。
二、集群的硬件配置
鏡像服務(wù)器雙機
集群中鏡像服務(wù)器雙機系統是硬件配置最簡(jiǎn)單和價(jià)格最低廉的解決方案，通常鏡像服務(wù)的硬件配置需要兩臺服務(wù)器，在每臺服務(wù)器有獨立操作系統硬盤(pán)和數據存貯硬盤(pán)，每臺服務(wù)器有與客戶(hù)端相連的網(wǎng)卡，另有一對鏡像卡或完成鏡像功能的網(wǎng)卡。
鏡像服務(wù)器具有配置簡(jiǎn)單，使用方便，價(jià)格低廉諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于鏡像服務(wù)器需要采用網(wǎng)絡(luò )方式鏡像數據，通過(guò)鏡像軟件實(shí)現數據的同步，因此需要占用網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器的CPU及內存資源，鏡像服務(wù)器的性能比單一服務(wù)器的性能要低一些。
有一些鏡像服務(wù)器集群系統采用內存鏡像的技術(shù)，這個(gè)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是所有的應用程序和網(wǎng)絡(luò )操作系統在兩臺服務(wù)器上鏡像同步，當主機出現故障時(shí)，備份機可以在幾乎沒(méi)有感覺(jué)的情況下接管所有應用程序。因為兩個(gè)服務(wù)器的內存完全一致，但當系統應用程序帶有缺陷從而導致系統宕機時(shí)，兩臺服務(wù)器會(huì )同步宕機。這也是內存鏡像卡或網(wǎng)卡實(shí)現數據同步，在大數據量讀寫(xiě)過(guò)程中兩臺服務(wù)器在某些狀態(tài)下會(huì )產(chǎn)生數據不同步，因此鏡像服務(wù)器適合那些預算較少、對集群系統要求不高的用戶(hù)。
硬件配置范例：
網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器 兩臺服務(wù)器操作系統硬盤(pán) 兩塊
服務(wù)器數據存貯硬盤(pán) 視用戶(hù)需要確定
服務(wù)器鏡像卡(部分軟件可使用標準網(wǎng)卡) 兩塊
網(wǎng)絡(luò )服務(wù)網(wǎng)卡 兩塊
三、雙機與磁盤(pán)陣列
與鏡像服務(wù)器雙機系統相比，雙機與磁盤(pán)陣列柜互聯(lián)結構多出了第三方生產(chǎn)的磁盤(pán)陣列柜，目前，豪威公司、精業(yè)公司等許多公司都生產(chǎn)有磁盤(pán)陣列柜，在磁盤(pán)陣列柜中安裝有磁盤(pán)陣列控制卡，陣列柜可以直接將柜中的硬盤(pán)配置成為邏輯盤(pán)陣。磁盤(pán)陣列柜通過(guò)SCSI電纜與服務(wù)器上普通SCSI卡相連，系統管理員需直接在磁盤(pán)柜上配置磁盤(pán)陣列。
雙機與磁盤(pán)陣列柜互聯(lián)結構不采用內存鏡像技術(shù)，因此需要有一定的切換時(shí)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全部宕機，同時(shí)由于所有的數據全部存貯在中置的磁盤(pán)陣列柜中，當工作機出現故障時(shí)，備份機接替工作機，從磁盤(pán)陣列中讀取數據，所以不會(huì )產(chǎn)生數據不同步的問(wèn)題，由于這種方案不需要網(wǎng)絡(luò )鏡像同步，因此這種集群方案服務(wù)器的性能要比鏡像服務(wù)器結構高出很多。
雙機與磁盤(pán)陣列柜互聯(lián)結構的缺點(diǎn)是在系統當中存在單點(diǎn)錯的缺陷，所謂單點(diǎn)錯是指當系統中某個(gè)部件或某個(gè)應用程序出現故障時(shí)，導致所有系統全部宕機。在這個(gè)系統中磁盤(pán)陣列柜是會(huì )導致單點(diǎn)錯，當磁盤(pán)陣列柜出現邏輯或物理故障時(shí)，所有存貯的數據會(huì )全部丟失，因此，在選配這種方案時(shí)，需要選用一個(gè)品質(zhì)與售后服務(wù)較好的產(chǎn)品。
硬件配置范例：
網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器 兩臺
服務(wù)器操作系統硬盤(pán) 兩塊
第三方生產(chǎn)的磁盤(pán)陣列柜 一臺
磁盤(pán)柜專(zhuān)用SCSI電線(xiàn) 兩根
磁盤(pán)陣列柜數據存貯硬盤(pán) 視用戶(hù)需求確定
網(wǎng)絡(luò )服務(wù)網(wǎng)卡 兩塊
除此之外，一些廠(chǎng)商還有更優(yōu)秀的技術(shù)的解決方案，比如 HP.
四、HP雙機雙控容錯系統
HP NetServer為雙機雙控容錯系統提供了高品質(zhì)和高可靠的硬件基礎……
HP雙機雙控容錯系統結合了HP服務(wù)器產(chǎn)品的安全可靠性與Cluster技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，相互配合二者的優(yōu)勢。
硬件配置范例：
HP L系統的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器 兩臺
服務(wù)器操作系統硬盤(pán) 兩塊
HP硬盤(pán)存貯柜(SS/6，RS/8，RS/12) 一臺
磁盤(pán)柜專(zhuān)用SCSI集群適配電纜 兩根
磁盤(pán)柜數據存貯硬盤(pán) 視用戶(hù)需求確定
HP集群專(zhuān)用陣列卡 兩塊
網(wǎng)絡(luò )服務(wù)網(wǎng)卡 兩塊
五、HP光纖通道雙機雙控集群系統
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(shù)具有高帶寬、抗電磁干擾、傳輸距離遠、質(zhì)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(gè)設備。
光纖設備提供了多種增強的連接技術(shù)，大大方便了用戶(hù)使用。服務(wù)器系統可以通過(guò)光纜遠程連接，最大可跨越10公里的距離。它允許鏡像配置，這樣可以改善系統的容錯能力。服務(wù)器系統的規模將更加靈活多變。SCSI每條通道最多可連接15個(gè)設備，而光纖仲裁環(huán)路最多可以連接126個(gè)設備。
光纖集群系統組成：
HP光纖集群系統硬件設備包括有兩臺HP服務(wù)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(pán)陣列柜，需另加一對或兩對網(wǎng)卡用于心跳檢測和與客戶(hù)端連接。在配置過(guò)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系統的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器 兩臺
服務(wù)器操作系統硬盤(pán) 兩塊
HP光纖陣列存貯柜(RS/12FC) 一臺
光纖磁盤(pán)柜專(zhuān)用光纖電纜 兩根
光纖磁盤(pán)柜數據存貯硬盤(pán) 視用戶(hù)需求確定
HP光纖適配卡 兩塊
網(wǎng)絡(luò )服務(wù)網(wǎng)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(zhuān)業(yè)軟件公司開(kāi)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(diǎn)
MS WolfPack是MS Cluster server的別稱(chēng)，是 微軟針對Cluster技術(shù)研制開(kāi)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，提供一種高可用且易管理的應用環(huán)境。
主要特點(diǎn)：
自動(dòng)檢測和修復服務(wù)器或應用程序的錯誤
可實(shí)現對服務(wù)器中應用程序的切換
可通過(guò)TCP/IP連接各種客戶(hù)端，如MS-DOS、WINDOWS 3.X/9X/NT，Apple Macintosh、UNIX生產(chǎn)主機無(wú)需人工干涉即可自動(dòng)恢復數據并接管任務(wù)
易管理性：
可自動(dòng)審核服務(wù)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(jiǎn)單操作即可進(jìn)行應用程序的離線(xiàn)，重新再線(xiàn)，服務(wù)器間的遷移。
目前，WINDOWS 2000 Advanced Server與WINDOWS 2000 DataCenter Server都集成有更先進(jìn)集群技術(shù)。
其它的網(wǎng)絡(luò )操作系統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(shù)的發(fā)展趨勢
集群技術(shù)隨著(zhù)服務(wù)器硬件系統與網(wǎng)絡(luò )操作系統的發(fā)展將會(huì )在可用性、高可靠性、系統冗余等方面逐步提高。未來(lái)的集群可以依靠集群文件系統實(shí)現對系統中的所有文件、設備和網(wǎng)絡(luò )資源的全局訪(fǎng)問(wèn)，并且生成一個(gè)完整的系統映像。這樣，無(wú)論應用程序在集群中的哪臺服務(wù)器上，集群文件系統允許任何用戶(hù)(遠程或本地)都可以對這個(gè)軟件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)。任何應用程序都可以訪(fǎng)問(wèn)這個(gè)集群任何文件。甚至在應用程序從一個(gè)節點(diǎn)轉移到另一個(gè)節點(diǎn)的情況下，無(wú)需任何改動(dòng)，應用程序就可以訪(fǎng)問(wèn)系統上的文件。
在今天，利用服務(wù)器的集群技術(shù)，通過(guò)周密計劃和網(wǎng)絡(luò )維護，系統破壞的機率是非常小的。所以，企業(yè)服務(wù)器的穩定必須使用集群技術(shù)。
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