我也來說“集群和負(fù)載均衡”

dinglang_2009

在“高并發(fā)，海量數(shù)據(jù)，分布式，NoSql，云計(jì)算......”概念滿天飛的年代，相信不少朋友都聽說過甚至常與人提起“集群，負(fù)載均衡”等，但不是所有人都有機(jī)會(huì)真正接觸到這些技術(shù)，也不是所有人都真正理解了這些“聽起來很牛的”技術(shù)名詞。下面簡(jiǎn)單解釋一下吧。
       集群(Cluster)
　　所謂集群是指一組獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的一個(gè)松耦合的多處理器系統(tǒng)，它們之間通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。應(yīng)用程序可以通過網(wǎng)絡(luò)共享內(nèi)存進(jìn)行消息傳送，實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算機(jī)。通俗一點(diǎn)來說，就是讓若干臺(tái)計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來工作(服務(wù)），可以是并行的，也可以是做備份。
　　負(fù)載均衡(Load Balance)
網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡是一種動(dòng)態(tài)均衡技術(shù)，常見的實(shí)現(xiàn)方式是通過一些工具實(shí)時(shí)地分析數(shù)據(jù)包，掌握網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量狀況，把任務(wù)合理均衡地分配出去。這種技術(shù)基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供了一種擴(kuò)展服務(wù)器帶寬和增加服務(wù)器吞吐量的廉價(jià)有效的方法，加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。日常生活中到處都能看到“負(fù)載均衡”，一個(gè)超市的收營員高峰期只能服務(wù)10位顧客，當(dāng)做活動(dòng)時(shí)有20位顧客需要服務(wù)的話可能就會(huì)排長隊(duì)，這樣購物體驗(yàn)將會(huì)很差（就像客戶抱怨系統(tǒng)/網(wǎng)站訪問太慢）。最簡(jiǎn)單的辦法就是再招個(gè)營業(yè)員，重新開通一個(gè)出口。負(fù)載均衡的核心就是“分?jǐn)倝毫Α薄?br />
　　大規(guī)模集群，通常具備以下一些特點(diǎn)：
　　(1)高可靠性(HA)。
      利用集群管理軟件，當(dāng)主服務(wù)器故障時(shí)，備份服務(wù)器能夠自動(dòng)接管主服務(wù)器的工作，并及時(shí)切換過去，以實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶的不間斷服務(wù)。
　　(2)高性能計(jì)算(HP)。
      即充分利用集群中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)的資源，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)算的并行處理，通常用于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，比如基因分析、化學(xué)分析等。
　　(3)負(fù)載平衡(LB)。
      即把負(fù)載壓力根據(jù)某種算法合理分配到集群中的每一臺(tái)計(jì)算機(jī)上，以減輕主服務(wù)器的壓力，降低對(duì)主服務(wù)器的硬件和軟件要求。

      當(dāng)然，以上的這些特點(diǎn)，在某些適應(yīng)場(chǎng)合下是需要同時(shí)具備的。常用的集群又分以下幾種：
　　load balance cluster （負(fù)載均衡集群）
　　一共有四兄弟開裁縫鋪，生意特別多，一個(gè)人做不下來，老是延誤工期，于是四個(gè)兄弟商量：老大接訂單, 三個(gè)兄弟來干活。 客戶多起來之后，老大根據(jù)一定的原則(policy) 根據(jù)三兄弟手上的工作量來分派新任務(wù).
　　High availability cluster（高可用集群）
　　兩兄弟開早餐鋪，生意不大，但是每天早上7點(diǎn)到9點(diǎn)之間客戶很多并且不能中斷。為了保證2個(gè)小時(shí)內(nèi)這個(gè)早餐鋪能夠保證持續(xù)提供服務(wù)，兩兄弟商量幾個(gè)方法:
　　方法一：平時(shí)老大做生意，老二這個(gè)時(shí)間段在家等候，一旦老大無法做生意了，老二就出來頂上，這個(gè)叫做 Active/Standby.（雙機(jī)熱備）
方法二：平時(shí)老大做生意，老二這個(gè)時(shí)候就在旁邊幫工，一旦老大無法做生意，老二就馬上頂上，這個(gè)叫做Active/Passive.（雙機(jī)雙工）
　　方法三：平時(shí)老大賣包子，老二也在旁邊賣豆?jié){，老大有問題，老二就又賣包子，又賣豆?jié){，老二不行了，老大就又賣包子，又賣豆?jié){.這個(gè)叫做Active/Active (dual Active)（雙機(jī)互備）
　　包子= application package, 互相照應(yīng)叫做heartbeat, 頂替對(duì)方工作叫做 failover/takeover. 如果兩個(gè)兄弟突然都瞎了聾了，不知道現(xiàn)在對(duì)方到底是否正在干活，都認(rèn)為自己要頂對(duì)方的工作，這個(gè)叫做brain-split, 然后需要第三者，比如他們的老爹來解決問題，這個(gè)叫做tier-breaker, 或者讓他們兩個(gè)的媳婦過來拉走其中一個(gè)，這個(gè)叫做fency.
　　high computing clustering （高性能計(jì)算集群）
　　10個(gè)兄弟一起做手工家具生意，一個(gè)客戶來找他們的老爹要求做一套非常復(fù)雜的仿古家具，一個(gè)人做也可以做，不過要做很久很久，為了1個(gè)星期就交出這一套家具，10個(gè)兄弟決定一起做。
　　老爹把這套家具的不同部分分開交給兒子們作，然后每個(gè)兒子都在做木制家具的加工，最后拼在一起叫貨.
　　老爹是scheduler任務(wù)調(diào)度器，兒子們是compute node. 他們做的工作叫做作業(yè)。

      （其實(shí)，還有一種，分布式存儲(chǔ)相關(guān)的集群，應(yīng)用于超大規(guī)模網(wǎng)站，云計(jì)算平臺(tái)等等。涉及點(diǎn)存儲(chǔ)方面的，這里就不介紹了）

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