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《集群的可擴展性及其分布式體系結構》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在教育資源-天天文庫。
1、集群的可擴展性及其分布式體系結構(1)介紹這是一個新的關于集群技術的專欄。作者將側重就集群的可擴展性及體系結構分析、原理論、集群的考量、具體的分析案例（LVS、beowulf、MOSIX）、集群高可用技術、分布式文件系統等等各個方面為您更加深入的介紹集群系統。本文是第一篇。主要闡述集群起源的概念，分布式系統的定義和目標體現。作者通過一個故事講述了考慮集群解決方案時需要注意的是：如何正確看待集群，應該從什么角度來考察一個集群系統。解決了集群的這一根本性立場和觀點角度，才能利用集群的技術解決現實問題。前言"
2、話說天下大勢，分久必合，合久必分"高端計算的體系結構發(fā)展正是遵循著這樣一個規(guī)律。從金融、電信等大行業(yè)的數據集中處理到分布計算處理，再到二次集中和海量計算，趨勢和應用顯然是在變化，作為技術本身，分區(qū)和群集技術正是為適應不斷變化的需要而產生的。分而治之分區(qū)技術初始于大型主機時代。企業(yè)級用戶在購買大機后，許多應用都只使用大機的一小部分資源。這時，如果一個企業(yè)的生產部門只需要使用這臺機器的10%的資源，而且需要比較好的安全性，那么分區(qū)技術就能夠滿足它的要求，將主機的部分處理器和系統資源隔離出來，只利用這些資源組
3、織計算系統，供生產部門使用，其他的計算資源不受任何影響。這是早期的物理分區(qū)的概念。分區(qū)技術發(fā)展到今天，并不只為大型主機服務，因為分布式計算的應用在不斷地擴展，在許多方面，高性能的UNIX服務器和IA架構服務器已經在慢慢地取代大機的位置，分區(qū)這項技術在這些領域中也有著重要的作用。分區(qū)帶給人們的是更高的投資回報率和使用率，更加靈活的應用水平，以及動態(tài)地使用和分配資源。這些特點通過不同的分區(qū)種類來實現，目前分區(qū)的種類越來越多，而且越來越細致，更傾向于客戶的應用。最典型的分區(qū)技術就數我們在PC上使用的多操作系統
4、了，這屬于本地物理分區(qū)的范疇。而在多機環(huán)境中，通過分區(qū)可以將不同"種群"的計算機分割開來（即使幾臺計算機位于同一個物理位置也可能服務于不同的"種群"），被分區(qū)的計算機還可以在不同的層面上復用，以提高計算機系統的利用率。最常見的情況莫如VPN了，借助安全協議，VPN可以把分散的遠程的計算機系統集合成一個邏輯上的"局域網"，協同完成復雜任務并保證遠程通信的安全；而這些計算機可能同那些物理上相近的計算機（比如同一個辦公室）再次合并為一個機群，利用空閑時間完成另外一些實時性不高的計算任務?，F在來講講"合"集群技
5、術是一種計算機系統之間連接的方式，運用它可以將分散的計算系統連接起來完成原來單獨節(jié)點的計算系統無法完成的任務，最早的集群系統就是出于這樣的并行處理的目的出現的。但是隨著計算機性能的發(fā)展和網絡不安全因素的出現，系統的穩(wěn)定性和可靠性是人們主要面臨解決的問題。人們開始使用集群方式將兩臺以上的設備連接起來，當整個集群系統中發(fā)生單點或者局部多點故障時，集群中其他的計算機將自動來接替出故障設備。最典型的例子就是實現雙機熱備份。兩臺一樣的計算機系統，使用集群軟件連接起來，其中一臺作為另一臺的備份，當主機系統崩潰時，另
6、一臺來接替它的任務。除此以外，利用集群系統的高并行性能進行復雜的科學、工程計算，也是非常有經濟價值的做法。對于集群系統來說，計算機的架構是一個非常重要的問題。同種架構的計算機之間，可以比較容易實現集群連接，一般來講都是由廠商提供的集群軟件。對于異構的計算機系統，一般沒有特別多的選擇，目前類似JAVA的中間件技術可以解決部分跨平臺的問題。集群技術可以有效地解決開放系統的穩(wěn)定、抗壓和負載平衡問題。為什么需要集群以往，企業(yè)用戶在構建信息應用系統時只能在兩種計算體系中進行選擇，一是基于主機的計算體系，大體上采用
7、的就是我們上面描述的分區(qū)方式；另一就是基于客戶機/服務器的群集型計算體系。基于主機的計算體系具有良好的系統可伸縮性、可靠性和高性能，但它昂貴的價格迫使用戶在系統建設之初就在硬件系統上投入巨大資源，而用戶花費巨額資金購買的主機系統也許包含了不少并不需要的功能，造成資源浪費?；诳蛻魴C/服務器的群集型計算體系允許用戶根據實際需要逐步增加硬件系統，但這種體系的系統畢竟不是真正意義上的集群，缺乏必要的可用性和可管理性，在應用升級和管理方面都需要用戶付出巨大的代價，每增加一個服務器/客戶端的連接就要同時增加兩端的
8、管理負擔。因此，未來對計算速度、系統可靠性和成本實效性的要求必將促使發(fā)展另外的計算機模型來替代上述的計算模型。隨著計算機網絡的出現，一個新的具有更高性能/價格比的體系逐漸成為應用主流--分布式集群計算體系。當用戶需要完成任何任務時，分布式集群計算提供了盡可能多的計算機處理能力和數據的透明訪問能力，同時實現高性能與高可靠性的目標。集群計算模式是最經濟的計算模式。集群系統允許用戶把普通商用硬件系統組成機群，并根據需要隨時在機群中增加新的硬件，提
