什么是服务器集群？

相信越来越多的人开始逐渐听说“集群”这个概念。实际上，集群技术也开始日益在实际生活中得到广泛应用。那么服务器集群到底是什么？又有哪些优缺点呢？

什么是服务器集群

服务器作为计算机的一种，一般来说都具备承担响应服务请求、承担服务、保障服务的能力。服务器具有高速的CPU运算能力、强大的I/O外部数据吞吐能力以及更好的扩展性，因此与普通计算机相比，服务器运行更快、负载更高、价格也更加昂贵。

尽管单台服务器的运算能力有限，但将成百上千的服务器组成服务器集群后，整个系统就能够具备强大的运算能力。

服务器集群是一种提升服务器整体计算能力的解决方案，可以利用多个计算机进行并行计算从而获得较高的计算速度，也可用多个计算机做备份，通过由互相连接在一起的服务器群组成的一个并行式或分布式系统，通俗地讲就是指将很多服务器集中起来进行同一种服务。

服务器集群可以支持大数据分析的运算负荷，并在网络中为其它客户机（如PC机、智能手机、ATM等终端甚至是火车系统等大型设备）提供计算或者应用服务。

由于服务器集群中的服务器运行同一个计算任务，因此从外部客户端来看，这群服务器就像是只有一个服务器在对外提供统一的服务。

图：服务器集群示例，来源于网络

服务器集群是如何工作的？

服务器集群中包含的每个服务器都能控制其本地设备，每个服务器还同时维护着由集群设计的特定操作系统、应用程序和服务的副本。每个集群都有公共的设备，比如位于公共磁盘供应中的磁盘。

在服务器集群中，一次只能操作一个节点。原因是每个节点分别接收更新时，其他节点通常会保持备用模式。如果任何活动节点发生故障，其他备用节点将立即接管。

因为集群中的所有节点都连接到共享存储系统，服务器集群使用的共享存储系统称为仲裁。它被称为服务器集群的数据库配置，仲裁资源通常包含诸如集群配置信息之类的数据，并保存对该配置所做的当前更改的记录。

 

集群技术的分类

1.高可用集群（HAC）

高可用即最大限度地可以使用，顾名思义，此类集群实现的功能是保障用户的应用程序持久、不间断地提供服务。

2.负载均衡集群（LBC）

由两台或者两台以上的服务器组成，分为前端负载调度和后端服务两个部分。

前端负载调度部分负责把客户端的请求按照不同的策略分配给后端服务节点，而后端服务节点是真正提供应用程序服务的部分。

与HAC不同的是，负载均衡集群中，所有的后端节点都处于活动动态，它们都对外提供服务，分摊系统的工作负载。

3.科学计算集群（HPC）

这类集群致力于提供单个计算机所不能提供的强大计算能力，包括数值计算和数据处理，并且倾向于追求综合性能。

服务器集群的优缺点

 

优点：

 

[if !supportLists]1. [endif]集群系统可解决所有的服务器硬件故障。

当某一台服务器出现任何故障，如：硬盘、内存、CPU、主板、I/O板以及电源故障，运行在这台服务器上的应用就会切换到其它的服务器上。

[if !supportLists]2. [endif]集群系统可解决软件系统问题。

我们知道，在计算机系统中，用户所使用的是应用程序和数据，而应用系统运行在操作系统之上，操作系统又运行在服务器上。

因此，一旦应用系统、操作系统、服务器三者中的任何一个出现故障，系统实际上就停止了向客户端提供服务。

而集群的最大优势在于对故障服务器的监控是基于应用的，即只要服务器的应用停止运行，其它的相关服务器就会接管这个应用，而不必理会应用停止运行的原因是什么。

[if !supportLists]3. [endif]集群系统可以解决人为失误造成的应用系统停止工作的情况。

假设当管理员对某台服务器操作不当导致该服务器停机，运行在这台服务器上的应用系统必然会停止运行。

正如上文提到的，由于集群是对应用进行监控，当应用出现故障或异常时，其它相关服务器就会接管这个应用。

缺点：

由于集群服务技术只能在一台服务器上进行，因此当这台服务器上的集群服务技术出现了应用故障时，其他服务器就需要进行重启侦测并确认→后备服务器启动→接管数据共享区这三个步骤，因此在服务器切换的过程中需要耗费一定的时间。当然，应用越大，所需的时间也就越久。