集群技术

时间:2024-03-19 01:35:47编辑:奇事君

集群技术的介绍

集群(cluster)技术是一种较新的技术,通过集群技术,可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益,其任务调度则是集群系统中的核心技术。集群是一组相互独立的、通过高速网络互联的计算机,它们构成了一个组,并以单一系统的模式加以管理。一个客户与集群相互作用时,集群像是一个独立的服务器。集群配置是用于提高可用性和可缩放性。

为什么使用集群技术

1)强扩展能力
其他扩展技术,通常仅能支持儿十个CPU 的扩展,扩展能力有限。而采用集群技术的集群系统则可以扩展到包括成百上千个CPU的多台服务穗,扩展能力具有明显优势。集群服务还可不断进行调整,以满足不断增长的应用需求。当集群的整体负荷超过集群的实际能力时,还可以添加额外的节点。

2)实现方式容易
服务器集群技术相对其他扩展技术来说更加容易实现,主要是通过软件进行的。在硬件上可以把多台性能较低、价格便宜的服务器,通过集群服务集中连接在一起即可实现整个服务器系统成倍,甚至几十、几百倍地增长。无论是从软硬件构成成本上来看,还是从技术实现成本上来看都较其他扩展方式低。

3)高可用性
使用集群服务拥有整个集群系统资源的所有权。如磁盘驱动器和IP地址将自动地从有故障的服务器上转移到可用的服务器上。当集群中的系统或应用程序出现故障时,集群软件将在可用的服务器上,重启失效的应用程序,或将失效节点上的工作分配到剩余的节点上。在切换过程中,用户只是觉得服务暂时停顿了一下。

4)易管理性
可以使用集群管理器来管理集群系统的所有服务器资源和应用程序,就像它们都运行在同一个服务器上一样。可以通过拖放集群对象,在集群里的不同服务器间移动应用程序,也可以通过同样的方式移动数据,还可以通过这种方式来手工地平衡服务器负荷、卸载服务器,从而方便地进行维护。同时,还可以从网络的任意地方的节点和资源处,监视集群的状态。当失效的服务器连回来时,将自动返回工作状态,集群技术将自动在集群中平衡负荷,而不需要入工干预。


计算机集群的集群分类

集群分为同构与异构两种,它们的区别在于:组成集群系统的计算机之间的体系结构是否相同。集群计算机按功能和结构可以分成以下几类:高可用性集群 High-availability (HA) clusters 负载均衡集群 Load balancing clusters 高性能计算集群 High-performance (HPC) clusters 网格计算 Grid computing 负载均衡集群运行时一般通过一个或者多个前端负载均衡器将工作负载分发到后端的一组服务器上,从而达到整个系统的高性能和高可用性。这样的计算机集群有时也被称为服务器群(Server Farm)。 一般高可用性集群和负载均衡集群会使用类似的技术,或同时具有高可用性与负载均衡的特点。Linux虚拟服务器(LVS)项目在Linux操作系统上提供了最常用的负载均衡软件。 高性能计算集群采用将计算任务分配到集群的不同计算节点儿提高计算能力,因而主要应用在科学计算领域。比较流行的HPC采用Linux操作系统和其它一些免费软件来完成并行运算。这一集群配置通常被称为Beowulf集群。这类集群通常运行特定的程序以发挥HPC cluster的并行能力。这类程序一般应用特定的运行库, 比如专为科学计算设计的MPI库。HPC集群特别适合于在计算中各计算节点之间发生大量数据通讯的计算作业,比如一个节点的中间结果或影响到其它节点计算结果的情况。 网格计算或网格集群是一种与集群计算非常相关的技术。网格与传统集群的主要差别是网格是连接一组相关并不信任的计算机,它的运作更像一个计算公共设施而不是一个独立的计算机。还有,网格通常比集群支持更多不同类型的计算机集合。网格计算是针对有许多独立作业的工作任务作优化,在计算过程中作业间无需共享数据。网格主要服务于管理在独立执行工作的计算机间的作业分配。资源如存储可以被所有结点共享,但作业的中间结果不会影响在其他网格结点上作业的进展。

服务器集群的集群技术的分类

高可用集群高可用集群的英文全称是High Availability,简称HA cluster。高可用的含义是最大限度地可以使用。从集群的名字上可以看出,此类集群实现的功能是保障用户的应用程序持久、不间断地提供服务。 负载均衡集群负载均衡集群也是由两台或者两台以上的服务器组成。分为前端负载调度和后端服务两个部分。负载调度部分负责把客户端的请求按照不同的策略分配给后端服务节点,而后端节点是真正提供应用程序服务的部分。与HA Cluster不同的是,负载均衡集群中,所有的后端节点都处于活动动态,它们都对外提供服务,分摊系统的工作负载。 科学计算集群高性能计算集群,简称HPC集群。这类集群致力于提供单个计算机所不能提供的强大计算能力,包括数值计算和数据处理,并且倾向于追求综合性能。HPC与超级计算类似,但是又有不同,计算速度是超级计算追求的第一目标。最快的速度、最大的存储、最庞大的体积、最昂贵的价格代表了超级计算的特点。随着人们对计算速度需求的提高,超级计算也应用到各个领域,对超级计算追求单一计算速度指标转变为追求高性能的综合指标,即高性能计算。

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