Linux集群概述

　　集群是个热门话题，在企业中越来越多地应用Linux操作系统提供邮件、Web、文件存储、数据库等服务，随着Linux应用的日益增长，高可用及负载均衡Linux集群也在企业中逐步地发展起来。Linux平台的低成本、高性能、高扩展性使得Linux集群能够以低廉的价格很好地满足各种应用的需求。

　　本文介绍Linux集群的基础知识，集群的分类。在熟悉集群的基础知识后会以RHCS(RedHat Cluster Suit)为例介绍高可用集群及负载均衡集群的实现方法。

　　集群是什么?

　　让我们先从集群的概念开始介绍Linux集群。将多台计算机用特定的软件及硬件连接在一起，让它们为共同的目地而工作就构成了Linux集群。

　　Linux集群技术就在你的身边，可能你并未察觉，对于普通用户来说，一个Linux集群通常会表现得像单一的系统，为用户提供网络服务或计算服务。

　　著名的搜索引擎GOOGLE就是采用了Linux集群技术来处理每日大量的查询请示，据估计目前GOOGLE集群中已经有超过20000台计算机同时进行工作。当你每次向GOOGLE提交查询请求的时候，就会有一组不同的计算机助你检索信息。

　　据世界著名的超级计算机排行网站www.top500.org 2005年6月的数据记录在全球最快的500台超级计算机中有288台采用了Linux集群的方式组建。目前最快的Linux集群超级计算机是由IBM为巴塞罗那超级计算中心建造的MareNostrum集群，该集群目前在2005年6月top500全球超级计算计中排名第五。

　　集群的主要类型

　　学习Linux集群之前我们首先需要了解集群的主要类型及其能够解决的问题。我们通常会将集群按其用途分为以下的三个主要类型：

　　高可用集群(HA，High Available Cluster)

　　高可用集群是指通过特殊软件把独立的服务器连接起来，组成一个能够提供故障切换(Failover)功能的集群。

　　企业中的关键应用如WEB服务、文件服务、数据库服务等，通常会要求提供7x24不间断地连续提供服务并且对外不能表现出故障。这就要求承载服务的系统能够自动地判断故障并提供故障恢复的能力。高可用集群能够保性系统中关键服务的可用性以及服务数据的完整性。

　　高可用集群通常会采用可用性来衡量基实际效果。计算机系统的可用性是通过平均无故障时间(MTTF)及平均维修时间(MTTR)来度量的，可用性的定义为：MTTF/(MTTF+MTTR)*100% 。根据可用性我们可以把计算机系统分为以下几类：

　　可用性年停机时间系统类别

　　99.53.7天常规系统

　　99.98.8小时可用系统

　　99.9952.6分钟高可用系统

　　99.9995.3分钟抗故障系统

　　99.999932秒容错系统

　　Linux高可集群系统通常能够达到高可用系统的标准。目前最高级别的容错系统通常是采用高级的支持硬件容错的服务器，容错系统对硬件故障具有最高级别的可用性支持但是这种系统通常不能够对服务的软件故障做出诊断及恢复。Linux高可用集群系统基本都具备对软件和硬件故障的探测及恢复功能。

　　在真实的企业应用中一般只会将部分关键服务部署在高可用集群系统上，其它不属于关键服务的部分只需要采用普通的服务器部署即可。所以一般情况下高可用集群系统会包由两台服务器构成。

　　目前主要的Linux发行版本基本都会提供高可用集群组件，主要要的高可用集群决方案有SUSE 采用的HeartBeat (www.linux-ha.org)及RedHat Cluster Suit 采用的Kimberlite(oss.missioncriticallinux.com/kimberlite/)

　　负载均衡集群(LB，Load Balance Cluster)

　　负载均衡集群通常采用专门的负载均衡路由设备将基于TCP/IP协议的服务请求分发至实际提供服务的服务器中并由这些服务器为客户端提供真实的服务。

　　负载均衡集群系统一般多用于负载较重的网络服务中，如大型的网站、邮件服务系统等。由于采用了负载均衡技术，可以使多台服务器同时提供相同内容的服务，突破了单一服务器硬件性能的限制。

　　负载均衡集群中的关键部件就是负载均衡路由设备，负载均衡路由设备负责将真实客户端的服务请求分发至真实服务器上，一般可采用的方法有使用硬件负载均衡路由设备或使用Linux自己配置负载均衡路由器。

　　硬件负载均衡路由设备由于采用了特殊的硬件结构及专门开发的配置软件，通常易于配置及管理，性能较好，但是其价格较高

　　在Linux中最常使用的负载均衡路由软件是由章文嵩博士开发的LVS(Linux Virtual Server)项目。LVS能够实现目前大部分硬件负载均衡路由设备的功能。目前基于Linux平台负载均衡解决方案大都是采用了LVS或其衍生产品。由于LVS项目本身未提供负载均衡路由的高可用功能、真实服务器状态探测功能等，所以在实际配置负载均衡集群时通常会采用LVS的衍生产品。常见的LVS衍生产品主要有UltraMonkey (http://www.ultramonkey.org/)及RedHat的Piranha项目。 (责任编辑：IT)