一、 集群的定義

　　集群是一組協(xié)同工作的服務(wù)集合，用來提供比單一服務(wù)更穩(wěn)定、更高效、更具擴展性的服務(wù)平臺，在外界看來，集群就是一個獨立的服務(wù)實體，但實際上，在集群的內(nèi)部，有兩個或兩個以上的服務(wù)實體在協(xié)調(diào)、配合完成一系列復(fù)雜的工作。

　　集群一般有兩個或兩個以上的服務(wù)器組建而成，每個服務(wù)器被稱為一個集群節(jié)點，集群節(jié)點之間可以相互通信，通信的方式有兩種，一種是基于RS232線的心跳監(jiān)控，另一種是用一塊單獨的網(wǎng)卡來跑心跳，因而，集群具有節(jié)點間服務(wù)狀態(tài)監(jiān)控功能，同時還必須具有服務(wù)實體的擴展功能，可以靈活的增加和剔除某個服務(wù)實體。

　　在集群中，同樣的服務(wù)可以由多個服務(wù)實體提供。因而，當(dāng)一個節(jié)點出現(xiàn)故障時，集群的另一個節(jié)點可以自動接管故障節(jié)點的資源，從而保證服務(wù)持久、不間斷運行。因而集群具有故障自動轉(zhuǎn)移功能。

　　一個集群系統(tǒng)必須擁有共享的數(shù)據(jù)存儲，因為集群對外提供的服務(wù)是一致的，任何一個集群節(jié)點運行一個應(yīng)用時，應(yīng)用的數(shù)據(jù)都集中存儲在節(jié)點共享空間內(nèi)，而每個節(jié)點的操作系統(tǒng)上僅運行應(yīng)用的服務(wù)，同時存儲應(yīng)用程序文件。

　　綜上所述，構(gòu)建一個集群系統(tǒng)至少需要兩臺服務(wù)器，同時還需要有串口線、集群軟件、共享存儲設(shè)備(例如磁盤陣列)等。

　　基于Linux的集群以其極高的計算能力、可擴展性、可用性及更加優(yōu)化的性價比在企業(yè)各種應(yīng)用中脫穎而出。 成為目前大家都關(guān)心的Linux應(yīng)用熱點，熟練掌握Linux集群知識，可以用低價格做出高性能的應(yīng)用。為企業(yè)、個人節(jié)省了成本。國內(nèi)大型網(wǎng)站新浪、網(wǎng)易等都采用了linux集群系統(tǒng)構(gòu)建高性能web應(yīng)用，著名搜索引擎google采用了上萬臺linux服務(wù)器組成了一個超大集群，這些實例都說明了集群在 linux應(yīng)用中的地位和重要性。#p#

　　二、 集群的特點與功能

2.1 高可用性與可擴展性

　　1.高可用性

　　對于一些實時性很強的應(yīng)用系統(tǒng)，必須保證服務(wù)的24小時不間斷運行，而由于軟件、硬件、網(wǎng)絡(luò)、人為等各種原因，單一的服務(wù)運行環(huán)境很難達到這種要求，此時構(gòu)建一個集群系統(tǒng)是個不錯的選擇，構(gòu)建集群的一個最大優(yōu)點是集群具有高可用性，在服務(wù)出現(xiàn)故障時，集群系統(tǒng)可以自動將服務(wù)從故障節(jié)點切換到另一個備用節(jié)點，從而提供不間斷性服務(wù)，保證了業(yè)務(wù)的持續(xù)運行。

　　2.可擴展性

　　隨著業(yè)務(wù)量的加大，現(xiàn)有的集群服務(wù)實體不能滿足需求時，可以向此集群中動態(tài)的加入一個或多個服務(wù)節(jié)點，從而滿足應(yīng)用的需要，增強集群的整體性能。這就是集群的可擴展性。

　　2.2 負載均衡與錯誤恢復(fù)

　　1.負載均衡

　　集群系統(tǒng)最大的特點是可以靈活、有效的分擔(dān)系統(tǒng)負載，通過集群自身定義的負載分擔(dān)策略，將客戶端的訪問分配到下面的各個服務(wù)節(jié)點，例如，可以定義輪詢分配策略，將請求平均的分配到各個服務(wù)節(jié)點，還可以定義最小負載分配策略，當(dāng)一個請求進來時，集群系統(tǒng)判斷哪個服務(wù)節(jié)點比較清閑，就將此請求分發(fā)到這個節(jié)點。

2.錯誤恢復(fù)

　　當(dāng)一個任務(wù)在一個節(jié)點上還沒有完成時，由于某種原因，執(zhí)行失敗，此時，另一個服務(wù)節(jié)點應(yīng)該能接著完成此任務(wù)，這就是集群提供的錯誤恢復(fù)功能，通過錯誤的重定向，保證了每個執(zhí)行任務(wù)都能有效的完成。

2.3心跳檢測與漂移IP

　　1.心跳監(jiān)測

　　為了能實現(xiàn)負載均衡、提供高可用服務(wù)和執(zhí)行錯誤恢復(fù)，集群系統(tǒng)提供了心跳監(jiān)測技術(shù)，心跳監(jiān)測是通過心跳線實現(xiàn)的，可以做心跳線的設(shè)備有RS 232串口線，也可以用獨立的一塊網(wǎng)卡來跑心跳，還可以是共享磁盤陣列等，心跳線的數(shù)量應(yīng)該為集群節(jié)點數(shù)減1,需要注意的是，如果通過網(wǎng)卡來做心跳的話，每個節(jié)點需要兩塊網(wǎng)卡，其中，一塊作為私有網(wǎng)絡(luò)直接連接到對方機器相應(yīng)的網(wǎng)卡，用來監(jiān)測對方心跳。另外一塊連接到公共網(wǎng)絡(luò)對外提供服務(wù)，同時心跳網(wǎng)卡和服務(wù)網(wǎng)卡的IP地址盡量不要在一個網(wǎng)段內(nèi)。心跳監(jiān)控的效率直接影響故障切換時間的長短，集群系統(tǒng)正是通過心跳技術(shù)保持著節(jié)點間的內(nèi)部有效通信。

2.漂移IP地址

　　在集群系統(tǒng)中，除了每個服務(wù)節(jié)點自身的真實IP地址外，還存在一個漂移IP地址，為什么說是漂移IP呢，因為這個IP地址并不固定，例如在兩個節(jié)點的雙機熱備中，正常狀態(tài)下，這個漂移IP位于主節(jié)點上，當(dāng)主節(jié)點出現(xiàn)故障后，漂移IP地址自動切換到備用節(jié)點，因此，為了保證服務(wù)的不間斷性，在集群系統(tǒng)中，對外提供的服務(wù)IP一定要是這個漂移IP地址，雖然節(jié)點本身的IP也能對外提供服務(wù)，但是當(dāng)此節(jié)點失效后，服務(wù)切換到了另一個節(jié)點，但是服務(wù)IP仍然是故障節(jié)點的IP地址，此時，服務(wù)就隨之中斷。