服务器集群系统实现方案详解

IT民工

一、集群的基本概念

　　有一种常见的方法能大幅提高服务器的安全性，这就是集群.

　　Cluster集群技术可如下定义:一组相互独立的服务器在网络中表现为单一的系统，并以单一系统的模式加以管理。此单一系统为客户工作站提供高可靠性的服务。

　　大多数模式下，集群中所有的计算机拥有一个一起的名称，集群内任一系统上运行的服务可被所有的网络客户所使用。Cluster必须能协调管理各分离的组件的错误和失败，并可透明地向Cluster中加入组件。

　　一个Cluster包含多台(至少二台)拥有共享数据存储空间的服务器。所有一台服务器运行一个应用时，应用数据被存储在共享的数据空间内。每台服务器的操作系统和应用程式文件存储在其各自的本地储存空间上。

　　Cluster内各节点服务器通过一内部局域网相互通讯。当一台节点服务器发生故障时，这台服务器上所运行的应用程式将在另一节点服务器上被自动接管。当一个应用服务发生故障时，应用服务将被重新启动或被另一台服务器接管。当以上任一故障发生时，客户将能非常快连接到新的应用服务上。

二、集群的硬件设置

　　映像服务器双机

　　集群中映像服务器双机系统是硬件设置最简单和价格最低廉的解决方案，通常映像服务的硬件设置需要两台服务器，在每台服务器有独立操作系统硬盘和数据存贮硬盘，每台服务器有和客户端相连的网卡，另有一对映像卡或完成映像功能的网卡。

　　映像服务器具有设置简单，使用方便，价格低廉诸多好处，但由于映像服务器需要采用网络方式映像数据，通过映像软件实现数据的同步，因此需要占用网络服务器的CPU及内存资源，映像服务器的性能比单一服务器的性能要低一些。

　　有一些映像服务器集群系统采用内存映像的技术，这个技术的好处是所有的应用程式和网络操作系统在两台服务器上映像同步，当主机出现故障时，备份机能在几乎没有感觉的情况下接管所有应用程式。因为两个服务器的内存完全一致，但当系统应用程式带有缺陷从而导致系统宕机时，两台服务器会同步宕机。这也是内存映像卡或网卡实现数据同步，在大数据量读写过程中两台服务器在某些状态下会产生数据不同步，因此映像服务器适合那些预算较少、对集群系统需求不高的用户。

　　硬件设置范例:

　　网络服务器 两台

　　服务器操作系统硬盘 两块

　　服务器数据存贮硬盘 视用户需要确定

　　服务器映像卡(部分软件可使用标准网卡) 两块

　　网络服务网卡 两块

三、双机和磁盘阵列柜

　　和映像服务器双机系统相比，双机和磁盘阵列柜互联结构多出了第三方生产的磁盘阵列柜，目前，豪威公司、精业公司等许多公司都生产有磁盘阵列柜，在磁盘阵列柜中安装有磁盘阵列控制卡，阵列柜能直接将柜中的硬盘设置成为逻辑盘阵。磁盘阵列柜通过SCSI电缆和服务器上普通SCSI卡相连，系统管理员需直接在磁盘柜上设置磁盘阵列。

　　双机和磁盘阵列柜互联结构不采用内存映像技术，因此需要有一定的转换时间(通常为60?D?D180秒)，他能有郊的避免由于应用程式自身的缺陷导致系统全部宕机，同时由于所有的数据全部存贮在中置的磁盘阵列柜中，当工作机出现故障时，备份机接替工作机，从磁盘阵列中读取数据，所以不会产生数据不同步的问题，由于这种方案不必网络映像同步，因此这种集群方案服务器的性能要比映像服务器结构高出非常多。

　　双机和磁盘阵列柜互联结构的缺点是在系统当中存在单点错的缺陷，所谓单点错是指当系统中某个部件或某个应用程式出现故障时，导致所有系统全部宕机。在这个系统中磁盘阵列柜是会导致单点错，当磁盘阵列柜出现逻辑或物理故障时，所有存贮的数据会全部丢失，因此，在选配这种方案时，需要选用一个品质和售后服务较好的产品。

　　硬件设置范例:

　　网络服务器 两台

　　服务器操作系统硬盘 两块

　　第三方生产的磁盘阵列柜 一台

　　磁盘柜专用SCSI电线 两根

　　磁盘阵列柜数据存贮硬盘 视用户需求确定

　　网络服务网卡 两块

　　除此之外，一些厂商更有更优秀的技术的解决方案，比如 HP。

四、HP双机双控容错系统

　　HP NetServer为双机双控容错系统提供了高品质和高可靠的硬件基础。。

　　HP双机双控容错系统结合了HP服务器产品的安全可靠性和Cluster技术的好处，相互配合二者的优势。

　　硬件设置范例:

　　HP L系统的网络服务器 两台

　　服务器操作系统硬盘 两块

　　HP硬盘存贮柜(SS/6，RS/8，RS/12) 一台

　　磁盘柜专用SCSI集群适配电缆 两根

　　磁盘柜数据存贮硬盘 视用户需求确定

　　HP集群专用阵列卡 两块

　　网络服务网卡 两块

五、HP光纤通道双机双控集群系统

　　光纤通道是一种连接标准，能作为SCSI的一种替代解决方案，光纤技术具有高带宽、抗电磁干扰、传输距离远、质量高、扩展能力强等特性，目前在FC-AL仲裁环路上可接入126个设备。

　　光纤设备提供了多种增强的连接技术，大大方便了用户使用。服务器系统能通过光缆远程连接，最大可跨越10公里的距离。他允许映像设置，这样能改善系统的容错能力。服务器系统的规模将更加灵活多变。SCSI每条通道最多可连接15个设备，而光纤仲裁环路最多能连接126个设备。

　　光纤集群系统组成:

　　HP光纤集群系统硬件设备包括有两台HP服务器(需支持光纤卡，目前有LC2000、LH3000、LH4、 LH6000、LT6000、LXr8000、LXR8500)及光纤适配卡，能使用RS/12FC光纤磁盘阵列柜，需另加一对或两对网卡用于心跳检测和和客户端连接。在设置过程中还需另外选配光纤卡到光纤存贮设备的光纤电缆。

　　硬件设置:

　　HPL系统的网络服务器 两台

　　服务器操作系统硬盘 两块

　　HP光纤阵列存贮柜(RS/12FC) 一台

　　光纤磁盘柜专用光纤电缆 两根

　　光纤磁盘柜数据存贮硬盘 视用户需求确定

　　HP光纤适配卡 两块

　　网络服务网卡 两块

六、集群的软件设置

　　基于NT平台的集群软件

　　Microsoft的MSCS，也有许多第三方的专业软件公司研发的集群软件，如豪威的DATAWARE，VIN CA公司的STANDBY　SERVER，NSI公司的DOUBLE-TAKE。

　　MS　WolfPack的特点

　　MS WolfPack是MS　Cluster server的别称，是 微软针对Cluster技术研制研发的双机软件。他集成在NT SERVER上，支持由二台机器组成的双机系统，提供一种高可用且易管理的应用环境。

　　主要特点:

　　自动检测和修复服务器或应用程式的错误

　　可实现对服务器中应用程式的转换

　　可通过TCP/IP连接各种客户端，如MS-DOS、WINDOWS　3.X/9X/NT，Apple Macintosh、UNIX等

　　生产主机无需人工干涉即可自动恢复数据并接管任务

　　易管理性:

　　可自动审核服务器和应用程式的工作状态

　　可建立高可用性的应用程式、文件共享、打印请求等

　　可灵活设置应用程式和数据的恢复策略

　　简单操作即可进行应用程式的离线，重新再线，服务器间的迁移。

　　目前，WINDOWS 2000 Advanced Server和WINDOWS 2000 DataCenter Server都集成有更先进集群技术。

　　其他的网络操作系统平台上也有许多集群软件，比如:

　　基于novell平台的集群软件有Novell HA Server、Novell SFT III

　　基于sco UNIX平台的集群软件有Sentinel集群软件

　　基于Linux平台的集群软件有TurboCluster

七、集群技术的发展趋势

　　集群技术随着服务器硬件系统和网络操作系统的发展将会在可用性、高可靠性、系统冗余等方面逐步提高。未来的集群能依靠集群文件系统实现对系统中的所有文件、设备和网络资源的全局访问，并且生成一个完整的系统映像。这样，无论应用程式在集群中的哪台服务器上，集群文件系统允许所有用户(远程或本地)都能对这个软件进行访问。所有应用程式都能访问这个集群所有文件。甚至在应用程式从一个节点转移到另一个节点的情况下，无需所有改动，应用程式就能访问系统上的文件。

　　在今天，利用服务器的集群技术，通过周密计划和网络维护，系统破坏的机率是非常小的。所以，企业服务器的稳定必须使用集群技术。

孤独浪子

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