集群概念
1. 兩大關(guān)鍵特性
集群是一組協(xié)同工作的服務(wù)實(shí)體，用以提供比單一服務(wù)實(shí)體更具擴(kuò)展性與可用性的服務(wù)平臺(tái)。在客戶端看來，一個(gè)集群就象是一個(gè)服務(wù)實(shí)體，但事實(shí)上集群由一組服務(wù)實(shí)體組成。與單一服務(wù)實(shí)體相比較，集群提供了以下兩個(gè)關(guān)鍵特性：
· 可擴(kuò)展性－－集群的性能不限于單一的服務(wù)實(shí)體，新的服務(wù)實(shí)體可以動(dòng)態(tài)地加入到集群，從而增強(qiáng)集群的性能。
· 高可用性－－集群通過服務(wù)實(shí)體冗余使客戶端免于輕易遇到out of service的警告。在集群中，同樣的服務(wù)可以由多個(gè)服務(wù)實(shí)體提供。如果一個(gè)服務(wù)實(shí)體失敗了，另一個(gè)服務(wù)實(shí)體會(huì)接管失敗的服務(wù)實(shí)體。集群提供的從一個(gè)出錯(cuò)的服務(wù)實(shí)體恢復(fù)到另一個(gè)服務(wù)實(shí)體的功能增強(qiáng)了應(yīng)用的可用性。
2. 兩大能力
為了具有可擴(kuò)展性和高可用性特點(diǎn)，集群的必須具備以下兩大能力：
· 負(fù)載均衡－－負(fù)載均衡能把任務(wù)比較均衡地分布到集群環(huán)境下的計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)資源。
· 錯(cuò)誤恢復(fù)－－由于某種原因，執(zhí)行某個(gè)任務(wù)的資源出現(xiàn)故障，另一服務(wù)實(shí)體中執(zhí)行同一任務(wù)的資源接著完成任務(wù)。這種由于一個(gè)實(shí)體中的資源不能工作，另一個(gè)實(shí)體中的資源透明的繼續(xù)完成任務(wù)的過程叫錯(cuò)誤恢復(fù)。
負(fù)載均衡和錯(cuò)誤恢復(fù)都要求各服務(wù)實(shí)體中有執(zhí)行同一任務(wù)的資源存在，而且對(duì)于同一任務(wù)的各個(gè)資源來說，執(zhí)行任務(wù)所需的信息視圖（信息上下文）必須是一樣的。
3. 兩大技術(shù)
實(shí)現(xiàn)集群務(wù)必要有以下兩大技術(shù)：
· 集群地址－－集群由多個(gè)服務(wù)實(shí)體組成，集群客戶端通過訪問集群的集群地址獲取集群內(nèi)部各服務(wù)實(shí)體的功能。具有單一集群地址（也叫單一影像）是集群的一個(gè)基本特征。維護(hù)集群地址的設(shè)置被稱為負(fù)載均衡器。負(fù)載均衡器內(nèi)部負(fù)責(zé)管理各個(gè)服務(wù)實(shí)體的加入和退出，外部負(fù)責(zé)集群地址向內(nèi)部服務(wù)實(shí)體地址的轉(zhuǎn)換。有的負(fù)載均衡器實(shí)現(xiàn)真正的負(fù)載均衡算法，有的只支持任務(wù)的轉(zhuǎn)換。只實(shí)現(xiàn)任務(wù)轉(zhuǎn)換的負(fù)載均衡器適用于支持ACTIVE-STANDBY的集群環(huán)境，在那里，集群中只有一個(gè)服務(wù)實(shí)體工作，當(dāng)正在工作的服務(wù)實(shí)體發(fā)生故障時(shí)，負(fù)載均衡器把后來的任務(wù)轉(zhuǎn)向另外一個(gè)服務(wù)實(shí)體。
· 內(nèi)部通信－－為了能協(xié)同工作、實(shí)現(xiàn)負(fù)載均衡和錯(cuò)誤恢復(fù)，集群各實(shí)體間必須時(shí)常通信，比如負(fù)載均衡器對(duì)服務(wù)實(shí)體心跳測(cè)試信息、服務(wù)實(shí)體間任務(wù)執(zhí)行上下文信息的通信。
具有同一個(gè)集群地址使得客戶端能訪問集群提供的計(jì)算服務(wù)，一個(gè)集群地址下隱藏了各個(gè)服務(wù)實(shí)體的內(nèi)部地址，使得客戶要求的計(jì)算服務(wù)能在各個(gè)服務(wù)實(shí)體之間分布。內(nèi)部通信是集群能正常運(yùn)轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，它使得集群具有均衡負(fù)載和錯(cuò)誤恢復(fù)的能力。
集群分類
Linux集群主要分成三大類( 高可用集群， 負(fù)載均衡集群，科學(xué)計(jì)算集群)
高可用集群( High Availability Cluster)
負(fù)載均衡集群(Load Balance Cluster)
科學(xué)計(jì)算集群(High Performance Computing Cluster)
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具體包括：
Linux High Availability 高可用集群
(普通兩節(jié)點(diǎn)雙機(jī)熱備，多節(jié)點(diǎn)HA集群，RAC, shared, share-nothing集群等)
Linux Load Balance 負(fù)載均衡集群
(LVS等....)
Linux High Performance Computing 高性能科學(xué)計(jì)算集群
(Beowulf 類集群....)
分布式存儲(chǔ)
其他類linux集群
(如Openmosix, rendering farm 等..)
詳細(xì)介紹
1. 高可用集群(High Availability Cluster)
常見的就是2個(gè)節(jié)點(diǎn)做成的HA集群，有很多通俗的不科學(xué)的名稱，比如"雙機(jī)熱備", "雙機(jī)互備", "雙機(jī)".
高可用集群解決的是保障用戶的應(yīng)用程序持續(xù)對(duì)外提供服務(wù)的能力。 (請(qǐng)注意高可用集群既不是用來保護(hù)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的，保護(hù)的是用戶的業(yè)務(wù)程序?qū)ν獠婚g斷提供服務(wù)，把因軟件/硬件/人為造成的故障對(duì)業(yè)務(wù)的影響降低到最小程度)。
2. 負(fù)載均衡集群(Load Balance Cluster)
負(fù)載均衡系統(tǒng)：集群中所有的節(jié)點(diǎn)都處于活動(dòng)狀態(tài)，它們分?jǐn)傁到y(tǒng)的工作負(fù)載。一般Web服務(wù)器集群、數(shù)據(jù)庫集群和應(yīng)用服務(wù)器集群都屬于這種類型。
負(fù)載均衡集群一般用于相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的網(wǎng)頁服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。這種集群可以在接到請(qǐng)求時(shí)，檢查接受請(qǐng)求較少，不繁忙的服務(wù)器，并把請(qǐng)求轉(zhuǎn)到這些服務(wù)器上。從檢查其他服務(wù)器狀態(tài)這一點(diǎn)上看，負(fù)載均衡和容錯(cuò)集群很接近，不同之處是數(shù)量上更多。
3. 科學(xué)計(jì)算集群(High Performance Computing Cluster)
高性能計(jì)算(High Perfermance Computing)集群，簡(jiǎn)稱HPC集群。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。
高性能計(jì)算分類
高吞吐計(jì)算(High-throughput Computing)
有一類高性能計(jì)算，可以把它分成若干可以并行的子任務(wù)，而且各個(gè)子任務(wù)彼此間沒有什么關(guān)聯(lián)。象在家搜尋外星人（ SETI@HOME -- Search for Extraterrestrial Intelligence at Home ）就是這一類型應(yīng)用。這一項(xiàng)目是利用Internet上的閑置的計(jì)算資源來搜尋外星人。SETI項(xiàng)目的服務(wù)器將一組數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)模式發(fā)給Internet上參加SETI的計(jì)算節(jié)點(diǎn)，計(jì)算節(jié)點(diǎn)在給定的數(shù)據(jù)上用給定的模式進(jìn)行搜索，然后將搜索的結(jié)果發(fā)給服務(wù)器。服務(wù)器負(fù)責(zé)將從各個(gè)計(jì)算節(jié)點(diǎn)返回的數(shù)據(jù)匯集成完整的數(shù)據(jù)。因?yàn)檫@種類型應(yīng)用的一個(gè)共同特征是在海量數(shù)據(jù)上搜索某些模式，所以把這類計(jì)算稱為高吞吐計(jì)算。所謂的Internet計(jì)算都屬于這一類。按照Flynn的分類，高吞吐計(jì)算屬于SIMD（Single Instruction/Multiple Data）的范疇。
分布計(jì)算(Distributed Computing)
另一類計(jì)算剛好和高吞吐計(jì)算相反，它們雖然可以給分成若干并行的子任務(wù)，但是子任務(wù)間聯(lián)系很緊密，需要大量的數(shù)據(jù)交換。按照Flynn的分類，分布式的高性能計(jì)算屬于MIMD（Multiple Instruction/Multiple Data）的范疇。
4. 分布式（集群）與集群的聯(lián)系與區(qū)別
分布式是指將不同的業(yè)務(wù)分布在不同的地方。
而集群指的是將幾臺(tái)服務(wù)器集中在一起，實(shí)現(xiàn)同一業(yè)務(wù)。
分布式中的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，都可以做集群。
而集群并不一定就是分布式的。
舉例：就比如新浪網(wǎng)，訪問的人多了，他可以做一個(gè)群集，前面放一個(gè)響應(yīng)服務(wù)器，后面幾臺(tái)服務(wù)器完成同一業(yè)務(wù)，如果有業(yè)務(wù)訪問的時(shí)候，響應(yīng)服務(wù)器看哪臺(tái)服務(wù)器的負(fù)載不是很重，就將給哪一臺(tái)去完成。
而分布式，從窄意上理解，也跟集群差不多， 但是它的組織比較松散，不像集群，有一個(gè)組織性，一臺(tái)服務(wù)器垮了，其它的服務(wù)器可以頂上來。
分布式的每一個(gè)節(jié)點(diǎn)，都完成不同的業(yè)務(wù)，一個(gè)節(jié)點(diǎn)垮了，哪這個(gè)業(yè)務(wù)就不可訪問了。