Linux服務(wù)器集群系統(tǒng)實現(xiàn)方案詳細解析

1、Linux服務(wù)器集群系統(tǒng)實現(xiàn)方案詳細解析一、集群的基本概念有一種常見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(xiàn)為單一的系統(tǒng)，并以單一系統(tǒng)的模式加以管 理。此單一系統(tǒng)為客戶工作站提供高可靠性的服務(wù)。大多數(shù)模式下，集群中所有的計算機擁有一個共同的 名稱，集群內(nèi)任一系統(tǒng)上運行的服務(wù)可被所有的網(wǎng)絡(luò)客戶所 使用。Cluster必須可以協(xié)調(diào)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Cluster包含多臺（至少二臺）擁有共享數(shù)據(jù)存儲 空間的服務(wù)器。任何一臺服務(wù)器運行一個應(yīng)用時，應(yīng)用數(shù)據(jù) 被存儲在共享

2、的數(shù)據(jù)空間內(nèi)。每臺服務(wù)器的操作系統(tǒng)和應(yīng)用 程序文件存儲在其各自的本地儲存空間上。Cluster內(nèi)各節(jié)點服務(wù)器通過一內(nèi)部局域網(wǎng)相互通訊。當(dāng)一臺節(jié)點服務(wù)器發(fā)生故障時，這臺服務(wù)器上所運行的應(yīng)用 程序?qū)⒃诹硪还?jié)點服務(wù)器上被自動接管。當(dāng)一個應(yīng)用服務(wù)發(fā)生故障時，應(yīng)用服務(wù)將被重新啟動或被另一臺服務(wù)器接 管。當(dāng)以上任一故障發(fā)生時，客戶將能很快連接到新的應(yīng)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(tǒng)是硬件配置最簡單和價格 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(tǒng)硬盤和數(shù)據(jù)存貯硬盤，每 臺服務(wù)器有與客戶端相連的網(wǎng)卡，另有一對鏡像卡或完成鏡 像功能

3、的網(wǎng)卡。鏡像服務(wù)器具有配置簡單，使用方便，價格低廉諸多 優(yōu)點，但于鏡像服務(wù)器需要采用網(wǎng)絡(luò)方式鏡像數(shù)據(jù)，通過鏡 像軟件實現(xiàn)數(shù)據(jù)的同步，因此需要占用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的CPU及內(nèi)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(tǒng)采用內(nèi)存鏡像的技術(shù)，這個技術(shù)的優(yōu)點是所有的應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)在兩臺服務(wù)器上鏡像同步，當(dāng)主機由現(xiàn)故障時，備份機可以在幾乎沒有感覺的情況下接管所有應(yīng)用程序。因為兩個服務(wù)器的內(nèi)存 完全一致，但當(dāng)系統(tǒng)應(yīng)用程序帶有缺陷從而導(dǎo)致系統(tǒng)宕機 時，兩臺服務(wù)器會同步宕機。這也是內(nèi)存鏡像卡或網(wǎng)卡實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步，在大數(shù)據(jù)量讀寫過程中兩臺服務(wù)器在莫些狀態(tài) 下會產(chǎn)生數(shù)據(jù)不同步，因

4、此鏡像服務(wù)器適合那些預(yù)算較少、 對集群系統(tǒng)要求不高的用戶。硬件配置范例：網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 兩臺服務(wù)器操作系統(tǒng)硬盤兩塊 服務(wù)器數(shù)據(jù)存貯硬盤視用戶需要確定服務(wù)器鏡像卡（部分軟件可使用標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)卡）兩塊 網(wǎng) 絡(luò)服務(wù)網(wǎng)卡 兩塊三、雙機與磁盤陣列與鏡像服務(wù)器雙機系統(tǒng)相比，雙機與磁盤陣列柜互聯(lián)結(jié) 構(gòu)多生了第三方生產(chǎn)的磁盤陣列柜，目前，豪威公司、精業(yè) 公司等許多公司都生產(chǎn)有磁盤陣列柜，在磁盤陣列柜中安裝有磁盤陣列控制卡，陣列柜可以直接將柜中的硬盤配置成 為邏輯盤陣。磁盤陣列柜通過SCSI電纜與服務(wù)器上普通 SCSI 卡相連，系統(tǒng)管理員需直接在磁盤柜上配置磁盤陣列。雙機與磁盤陣列柜互聯(lián)結(jié)構(gòu)不采用內(nèi)存鏡像技術(shù)，因此需要

5、有一定的切換時間（通常為60DD180秒），它 可以有郊的避 免于應(yīng)用程序自身的缺陷導(dǎo)致系統(tǒng)全部宕機，同時于所有的 數(shù)據(jù)全部存貯在中置的磁盤陣列柜中，當(dāng)工作機由現(xiàn)故障 時，備份機接替工作機，從磁盤陣列中讀取數(shù)據(jù)，所以不會產(chǎn)生數(shù)據(jù)不同步的問題，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(jié)構(gòu)高 由很多。雙機與磁盤陣列柜互聯(lián)結(jié)構(gòu)的缺點是在系統(tǒng)當(dāng)中存在 單點錯的缺陷，所謂單點錯是指當(dāng)系統(tǒng)中莫個部件或莫個應(yīng) 用程序由現(xiàn)故障時，導(dǎo)致所有系統(tǒng)全部宕機。在這 個系統(tǒng) 中磁盤陣列柜是會導(dǎo)致單點錯，當(dāng)磁盤陣列柜由現(xiàn)邏輯或物 理故障時，所有存貯的數(shù)據(jù)會全部丟失，因此，在選配這種 方案

6、時，需要選用一個品質(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(tǒng)硬盤兩塊第三方生產(chǎn)的磁盤陣列柜一臺 磁盤柜專用 SCSI電線兩根磁盤陣列柜數(shù)據(jù)存貯硬盤視用戶需求確定網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)卡兩塊除此之外，一些廠商還有更優(yōu)秀的技術(shù)的解決方案， 比如HP. 三、HP雙機雙控容錯系統(tǒng)HP NetServer為雙機雙控容錯系統(tǒng)提供了高品質(zhì)和高 可靠的硬件基礎(chǔ)HP雙機雙控容錯系統(tǒng)結(jié)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，相互配合二者的優(yōu)勢。硬件配置范例：HP L系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器兩臺服務(wù)器操作系統(tǒng)硬盤兩塊HP硬盤存貯柜(SS/6 , RS/8, RS/12) 一臺 磁盤柜專

7、 用SCSI集群適配電纜兩根 磁盤柜數(shù)據(jù)存貯硬盤視用戶 需求確定 HP集群專用陣列卡兩塊網(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(tǒng)光纖通道是一種連接標(biāo)準(zhǔn)，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個設(shè)備。光纖設(shè)備提供了多種增強的連接技術(shù)，大大方便了用戶使用。服務(wù)器系統(tǒng)可以通過光纜遠程連接，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(tǒng)的容錯能力。服務(wù)器系統(tǒng)的規(guī)模將更加靈活多變。SCSI每條通道最多可連接15個設(shè)備，而光纖仲裁環(huán)路最多可以連接126個設(shè)備。光纖集群

8、系統(tǒng)組成：HP光纖集群系統(tǒng)硬件設(shè)備包括有兩臺HP服務(wù)器（需支持光纖卡，目前有 LC20XX LH3000 LH4、LH6000、LT6000、 LXr8000、LXR8500）及光纖適配卡，可以使用 RS/12FC光纖 磁盤陣列柜，需另加一對或兩對網(wǎng)卡用于心跳檢測和與客戶端連接。在配置過程中還需另外選配光纖卡到光纖存貯設(shè) 備的光纖電纜。硬件配置 ：HPL 系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器兩臺服務(wù)器操作系統(tǒng)硬盤兩塊HP光纖陣列存貯柜（RS/12FC） 一臺光纖磁盤柜專用光纖電纜兩根光纖磁盤柜數(shù)據(jù)存貯硬盤視用戶需求確定 HP 光纖適配卡 兩塊網(wǎng)絡(luò)服務(wù)網(wǎng)卡 兩塊 四、集群的軟件配置基于NT平臺的集群軟件Micros

9、oft 的MSCS也有許多第三方的專業(yè)軟件公司開發(fā)的集群軟件，如豪威的DATAWARVIN CA公司的STANDBY SERVER NSI 公司的 DOUBLE-TAKE MS WolfPack 的特點MS WolfPack 是 MS Cluster server 的別稱，是 微軟 針對Cluster技術(shù)研制開發(fā)的雙機軟件。它集成在NTSERVER 上，支持二臺機器組成的雙機系統(tǒng)，提供一種高可用且易管理的應(yīng)用環(huán)境。主要特點：自動檢測和修復(fù)服務(wù)器或應(yīng)用程序的錯誤可實現(xiàn)對服務(wù)器中應(yīng)用程序的切換可通過TCP/IP連接各種客戶端，如 MS-DOS WINDOWS /9X/NT , Apple Maci

10、ntosh 、UNIX生產(chǎn)主機無需人工干涉即 可自動恢復(fù)數(shù)據(jù)并接管任務(wù)易管理性：可自動審核服務(wù)器和應(yīng)用程序的工作狀態(tài)可建立高可用性的應(yīng)用程序、文件共享、打印請求等可靈活設(shè)置應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)的恢復(fù)策略簡單操作即可進行應(yīng)用程序的離線，重新再線，服務(wù) 器間的遷移。目前，WINDOWS0XXAdvanced Server 與 WINDOWS0XXDataCenter Server都集成有更先進集群技術(shù)。其它的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)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 ServerNovell 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 五、集群技術(shù)的發(fā)展趨勢集群技術(shù)隨著服務(wù)器硬件系統(tǒng)與網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的發(fā)展將會在可用性、高可靠性、系統(tǒng)冗余等方面逐步提高。未來的集群可以依靠集群文件系統(tǒng)實現(xiàn)對系統(tǒng)中的所有文件、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)資源的全局訪問，并且生成一個完整的系統(tǒng)映像。這樣，無論應(yīng)用程序在集群中的哪臺服務(wù)器上，集群