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WEB 集群与负载均衡(一)基本概念-上
伍晓辉 2017-07-21 09:41:37
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前端开发
Web集群是由多个同时运行同一个web应用的服务器组成,在外界看来就像一个服务器一样,这多台服务器共同来为客户提供更高性能的服务。集群更标准的定义是:一组相互独立的服务器在网络中表现为单一的系统,并以单一系统的模式加以管理,此单一系统为客户工作站提供高可靠性的服务。
而负载均衡的任务就是负责多个服务器之间(集群内)实现合理的任务分配,使这些服务器(集群)不会出现因某一台超负荷、而其他的服务器却没有充分发挥处理能力的情况。负载均衡有两个方面的含义:首先,把大量的并发访问或数据流量分担到多台节点上分别处理,减少用户等待响应的时间;其次,单个高负载的运算分担到多台节点上做并行处理,每个节点设备处理结束后,将结果汇总,再返回给用户,使得信息系统处理能力可以得到大幅度提高
因此可以看出,集群和负载均衡有本质上的不同,它们是解决两方面问题的不同方案,不要混淆。
集群技术可以分为三大类:
1、高性能性集群(HPC Cluster)
2、高可用性集群(HA Cluster)
3、高可扩展性集群

一、高性能性集群(HPC Cluster)


指以提高科学计算能力为目标的集群技术。该集群技术主要用于科学计算,这里不打算介绍,如果感兴趣可以参考相关的资料。

二、高可用性集群(HA Cluster)


指为了使群集的整体服务尽可能可用,减少服务宕机时间为目的的集群技术。如果高可用性集群中的某节点发生了故障,那么这段时间内将由其他节点代替它的工作。当然对于其他节点来讲,负载相应的就增加了。
为了提高整个系统的可用性,除了提高计算机各个部件的可靠性以外,一般情况下都会采用该集群的方案。
对于该集群方案,一般会有两种工作方式:
①主-主(Active-Active)工作方式
这是最常用的集群模型,它提供了高可用性,并且在只有一个节点时也能提供可以接受的性能,该模型允许最大程度的利用硬件资源。每个节点都通过网络对客户机提供资源,每个节点的容量被定义好,使得性能达到最优,并且每个节点都可以在故障转移时临时接管另一个节点的工作。所有的服务在故障转移后仍保持可用,但是性能通常都会下降。
这是目前运用最为广泛的双节点双应用的Active/Active模式。

支撑用户业务的应用程序在正常状态下分别在两台节点上运行,各自有自己的资源,比如IP地址、磁盘阵列上的卷或者文件系统。当某一方的系统或者资源出现故障时,就会将应用和相关资源切换到对方的节点上。

这种模式的最大优点是不会有服务器的“闲置”,两台服务器在正常情况下都在工作。但如果有故障发生导致切换,应用将放在同一台服务器上运行,由于服务器的处理能力有可能不能同时满足数据库和应用程序的峰值要求,这将会出现处理能力不够的情况,降低业务响应水平。

②主-从(Active-Standby)工作方式
为了提供最大的可用性,以及对性能最小的影响,主-从工作方式需要一个在正常工作时处于备用状态的节点,主节点处理客户机的请求,而备用节点处于空闲状态,当主节点出现故障时,备用节点会接管主节点的工作,继续为客户机提供服务,并且不会有任何性能上影响。
两节点的Active/Standby模式是HA中最简单的一种,两台服务器通过双心跳线路组成一个集群。应用Application联合各个可选的系统组件如:外置共享的磁盘阵列、文件系统和浮动IP地址等组成业务运行环境。

PCL为此环境提供了完全冗余的服务器配置。这种模式的优缺点:

缺点:Node2在Node1正常工作时是处于“闲置”状态,造成服务器资源的浪费。
优点:当Node1发生故障时,Node2能完全接管应用,并且能保证应用运行时的对处理能力要求。

三、高可扩展性集群


这里指带有负载均衡策略(算法)的服务器群集技术。带负载均衡集群为企业需求提供了更实用的方案,它使负载可以在计算机集群中尽可能平均地分摊处理。而需要均衡的可能是应用程序处理负载或是网络流量负载。该方案非常适合于运行同一组应用程序的节点。每个节点都可以处理一部分负载,并且可以在节点之间动态分配负载, 以实现平衡。对于网络流量也是如此。通常,单个节点对于太大的网络流量无法迅速处理,这就需要将流量发送给在其它节点。还可以根据每个节点上不同的可用资源或网络的特殊环境来进行优化。
负载均衡集群在多节点之间按照一定的策略(算法)分发网络或计算处理负载。负载均衡建立在现有网络结构之上,它提供了一种廉价有效的方法来扩展服务器带宽,增加吞吐量,提高数据处理能力,同时又可以避免单点故障。
对于负载均衡的一些常用算法分类和负载均衡的策略,在WEB 集群与负载均衡(一)基本概念-下部分中有介绍....
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