集群HA負(fù)載均衡技術(shù)

1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文案集群、雙機(jī)、負(fù)載均衡、HA HPG NLB1.1什么是集群簡(jiǎn)單的說(shuō)，集群(cluster )就是一組計(jì)算機(jī)，它們作為一個(gè)整體向用戶提供一組網(wǎng)絡(luò)資源。這些單個(gè)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)就是集群的節(jié)點(diǎn)(no de)。一個(gè)理想的集群是，用戶從來(lái)不會(huì)意識(shí)到集群系統(tǒng)底層的節(jié)點(diǎn)，在他/她們看來(lái)，集群是一個(gè)系統(tǒng)，而非多個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。并且集群系統(tǒng)的管理員可以 隨意增加和刪改集群系統(tǒng)的節(jié)點(diǎn)。1.2集群系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)：(1) 高可擴(kuò)展性：(2) 高可用性HA集群中的一個(gè)節(jié)點(diǎn)失效，它的任務(wù)可傳遞給其他節(jié)點(diǎn)。 可以有效防止單點(diǎn)失效。(3) 高性能：負(fù)載平衡集群允許系統(tǒng)同時(shí)接入更多的用戶。(4) 高性價(jià)比：可以采用廉價(jià)的

2、符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的硬件構(gòu)造高性能的系統(tǒng)。2.1集群系統(tǒng)的分類雖然，根據(jù)集群系統(tǒng)的不同特征可以有多種分類方法，但是一般把集群系統(tǒng)分為兩類：(1) 、高可用(High Availability) 集群，簡(jiǎn)稱HA集群。這類集群致力于提供高度可靠的服務(wù)。就是利用集群系統(tǒng)的容錯(cuò)性對(duì)外提供7*24小時(shí)不間斷的服務(wù)，如高可用的文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)等關(guān)鍵應(yīng)用。負(fù)載均衡集群：使任務(wù)可以在集群中盡可能平均地分?jǐn)偛煌挠?jì)算機(jī)進(jìn) 行處理，充分利用集群的處理能力，提高對(duì)任務(wù)的處理效率。在實(shí)際應(yīng)用中這幾種集群類型可能會(huì)混合使用，以提供更加高效穩(wěn)定的 服務(wù)。如在一個(gè)使用的網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載均衡集群中，就會(huì)包含高可用的網(wǎng)絡(luò)文件系 統(tǒng)

3、、高可用的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。(2) 、性能計(jì)算(High Perfermanee Computing)集群，簡(jiǎn)稱 HPC集群，也 稱為科學(xué)計(jì)算集群。在這種集群上運(yùn)行的是專門開(kāi)發(fā)的并行應(yīng)用程序，它可以把一個(gè)問(wèn)題的 數(shù)據(jù)分布到多臺(tái)的計(jì)算機(jī)上，利用這些計(jì)算機(jī)的共同資源來(lái)完成計(jì)算任務(wù)，從而可以解決單機(jī)不能勝任的工作(如問(wèn)題規(guī)模太大，單機(jī)計(jì)算速度太慢)。這類集群致力于提供單個(gè)計(jì)算機(jī)所不能提供的強(qiáng)大的計(jì)算能力。如天氣 預(yù)報(bào)、石油勘探與油藏模擬、分子模擬、生物計(jì)算等。3.1什么是高可用性(HA)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的可用性(availability)是通過(guò)系統(tǒng)的可靠性(reliability)和可維護(hù)性(ma in tai

4、nability)來(lái)度量的。工程上通常用平均無(wú)故障時(shí)間 (MTTF)來(lái)度量系統(tǒng)的可靠性，用平均維修時(shí)間(MTTR來(lái)度量系統(tǒng)的可維護(hù)性。于是可 用性被定義為：MTTF/ (MTTF+MTTR)*100%負(fù)載均衡服務(wù)器的高可用性為了屏蔽負(fù)載均衡服務(wù)器的失效，需要建立一個(gè)備份機(jī)。主服務(wù)器和備份機(jī)上都運(yùn)行High Availability 監(jiān)控程序，通過(guò)傳送諸如“ I am alive ”這樣的信息來(lái)監(jiān)控對(duì)方的運(yùn)行狀況。當(dāng)備份機(jī)不能在一定的時(shí)間內(nèi)收到這樣的信息時(shí)，它就接 管主服務(wù)器的服務(wù)IP并繼續(xù)提供服務(wù)；當(dāng)備份管理器又從主管理器收到“I amalive ”這樣的信息是，它就釋放服務(wù)IP地址，這樣的主

5、管理器就開(kāi)開(kāi)始再次進(jìn) 行集群管理的工作了。為在主服務(wù)器失效的情況下系統(tǒng)能正常工作，我們?cè)谥鳌?備份機(jī)之間實(shí)現(xiàn)負(fù)載集群系統(tǒng)配置信息的同步與備份，保持二者系統(tǒng)的基本一 致。HA的容錯(cuò)備援運(yùn)作過(guò)程自動(dòng)偵測(cè)(Auto-Detect)階段由主機(jī)上的軟件通過(guò)冗余偵測(cè)線，經(jīng)由復(fù)雜 的監(jiān)聽(tīng)程序。邏輯判斷，來(lái)相互偵測(cè)對(duì)方運(yùn)行的情況，所檢查的項(xiàng)目有：主機(jī)硬 件(CPU和周邊)、主機(jī)網(wǎng)絡(luò)、主機(jī)操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)引擎及其它應(yīng)用程序、主機(jī) 與磁盤陣列連線。為確保偵測(cè)的正確性，而防止錯(cuò)誤的判斷，可設(shè)定安全偵測(cè)時(shí) 間，包括偵測(cè)時(shí)間間隔，偵測(cè)次數(shù)以調(diào)整安全系數(shù)，并且由主機(jī)的冗余通信連線， 將所匯集的訊息記錄下來(lái)，以供維護(hù)參考。

6、自動(dòng)切換(Auto-Switch)階段 某一主機(jī)如果確認(rèn)對(duì)方故障，則正常主機(jī) 除繼續(xù)進(jìn)行原來(lái)的任務(wù)，還將依據(jù)各種容錯(cuò)備援模式接管預(yù)先設(shè)定的備援作業(yè)程 序，并進(jìn)行后續(xù)的程序及服務(wù)。自動(dòng)恢復(fù)（Auto-Recovery）階段在正常主機(jī)代替故障主機(jī)工作后,故障主 機(jī)可離線進(jìn)行修復(fù)工作。在故障主機(jī)修復(fù)后，透過(guò)冗余通訊線與原正常主機(jī)連 線，自動(dòng)切換回修復(fù)完成的主機(jī)上。整個(gè)回復(fù)過(guò)程完成由EDI-HA自動(dòng)完成，亦可依據(jù)預(yù)先配置，選擇回復(fù)動(dòng)作為半自動(dòng)或不回復(fù)。3.2、HA三種工作方式：（1）、主從方式 （非對(duì)稱方式）工作原理：主機(jī)工作，備機(jī)處于監(jiān)控準(zhǔn)備狀況；當(dāng)主機(jī)宕機(jī)時(shí)，備機(jī)接管主 機(jī)的一切工作，待主機(jī)恢復(fù)正常后，按使用者的設(shè)定以自動(dòng)或手動(dòng)方式將服務(wù)切 換到主機(jī)上運(yùn)行，數(shù)據(jù)的一致性通過(guò)共享存儲(chǔ)系統(tǒng)解決。（2）、雙機(jī)雙工方式（互備互援）工作原理：兩臺(tái)主機(jī)同時(shí)運(yùn)行各自的服務(wù)工作且相互監(jiān)測(cè)情況，當(dāng)任一臺(tái)主 機(jī)宕機(jī)時(shí)，另一臺(tái)主機(jī)立即接管它的一切工作，保證工作實(shí)時(shí)，應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)的 關(guān)鍵數(shù)據(jù)存放在共享