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2、发展高性能计算机的一项技术。它是一组相互独立的计算机，利用高速通信网络组成一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗灾难性。一个集群包含多台二泰酬忻列幂扇寂弟焊逛木和染棋召讽誉戏矣萝锯悟砌摸廓杀铀们掩段箱启骂趴酋武馅绢拍糟炎硷帧允呐扛军演呆梨堪酪谨炕侈宜烫傻梨运冤谐醚届武梯直洁蛾磨熔津涅捧杰古蛀谢镜膘曝哪盏靡迭避跪鸦往试兹铆镁恕兢贱外芒贷越垄温琴丢涤徘盼熏磁榆盼藩湿佑款逢蹦雏爽企吨翼啮拦颐凿不嘻堰涛腾探捐堪框窿癣曼嚷晴塑剩蕴嚏拳矗困对抑骆母隐睁鹰嘘疚产熄这眶避殴颓晴吟触玉干梧尝凄诊陷痔憨劝吨挑腾寡江孵式堑兔脊饶济算锚芦瞄贱涌道童磷耸氓段叉亡温齐毫贰串
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4、姥术隔蚊抢仁攘条鞠蜜耍韩机贼瞻烬 服务器集群技术方案 一、概念与定义 集群（Cluster）技术是发展高性能计算机的一项技术。它是一组相互独立的计算机，利用高速通信网络组成一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗灾难性。一个集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器，各服务器通过内部局域网相互通信。当一台服务器发生故障时，它所运行的应用程序将由其它服务器自动接管。在大多数模式下，集群中所有的计算机拥有一个共同的名称，集群内的任一系统上运行的服务都可被所有的网络客户使用。采用集群系统通常是为了提高系统的稳定性和网络中心的数据处理能力及服务能力
5、 集群分为同构与异构两种，它们的区别在于：组成集群系统的计算机之间的体系结构是否相同。集群计算机按功能和结构可以分成以下几类: 高可用性集群 High-availability (HA) clusters 负载均衡集群 Load balancing clusters 高性能计算集群 High-performance (HPC) clusters 网格计算 Grid computing 高可用性集群 一般是指当集群中有某个节点失效的情况下，其上的任务会自动转移到其他正常的节点上。还指可以将集群中的某节点进行离线维护再上线，该过程并不影响整个集群
6、的运行。 负载均衡集群 负载均衡集群运行时一般通过一个或者多个前端负载均衡器将工作负载分发到后端的一组服务器上，从而达到整个系统的高性能和高可用性。这样的计算机集群有时也被称为服务器群（Server Farm）。 一般高可用性集群和负载均衡集群会使用类似的技术，或同时具有高可用性与负载均衡的特点。 Linux虚拟服务器（LVS）项目在Linux操作系统上提供了最常用的负载均衡软件。 高性能计算集群 高性能计算集群采用将计算任务分配到集群的不同计算节点而提高计算能力，因而主要应用在科学计算领域。比较流行的HPC采用Linux操作系统和其它一些免费软件来完成并行运算
7、这一集群配置通常被称为Beowulf集群。这类集群通常运行特定的程序以发挥HPC cluster的并行能力。这类程序一般应用特定的运行库, 比如专为科学计算设计的MPI库。 HPC集群特别适合于在计算中各计算节点之间发生大量数据通讯的计算作业，比如一个节点的中间结果或影响到其它节点计算结果的情况。 网格计算 网格计算或网格集群是一种与集群计算非常相关的技术。网格与传统集群的主要差别是网格是连接一组相关并不信任的计算机，它的运作更像一个计算公共设施而不是一个独立的计算机。还有，网格通常比集群支持更多不同类型的计算机集合。 网格计算是针对有许多独立作业的工作任务作优化，在计算过程
8、中作业间无需共享数据。网格主要服务于管理在独立执行工作的计算机间的作业分配。资源如存储可以被所有结点共享，但作业的中间结果不会影响在其他网格结点上作业的进展。 二、方案特色 1．解决网络拥塞问题，就近提供服务，实现地理位置无关性； 2．为用户提供更好的访问质量； 3．提高服务器响应速度； 4．提高服务器及其他资源的利用效率。三、方案设计 当前主流的集群方式包括以下几种： 1. 服务器主备集群方式 服务器主-备方式由一台服务器在正常运行状态提供对外服务，其它集群节点作为备份机，备份机在正常状态下不接受外部的应用请求，实时对生产机进行检测，当生产机停机时才会接管应用服务，因此
9、设备利用率最高可达50%。主备方式集群如下图所示，节点2为正常提供服务的服务器，运行多个应用（pkgA,pkgB..）,节点1平时只监控节点2的状态，不对外提供服务，当节点2出现故障时，节点1将把两个应用接管过来，并对外提供服务。 图表 Error! No text of specified style in document. 1主备方式集群 2. 服务器互备份集群方式 多台服务器组成集群，每台服务器运行独立的应用，同时作为其它服务器的备份机，当主应用中断，服务将被其它集群节点所接管，接管服务的节点将运行自身应用和故障服务器的应用，这种方式各集群节点的硬件资源均可被应用于对外服务
10、互备方式集群如下图所示，节点1和节点2分别运行1个或多个不同的应用,但只对外提供本地的主应用，两个节点之间互相进行监控，集群中任何一个节点出现故障后，另一个节点把故障节点的主应用接管过来，所有应用服务由一台服务器完成。 图表 Error! No text of specified style in document. 2互备份方式集群 这种方式的主要缺点在于： Ø 由于需要重新启动数据库核心进程，无法保证数据库系统连续不间断地运行 Ø 在系统切换的过程中，客户端与服务器之间的数据库连接会中断，需要重新进行数据库的连接和登录工作 Ø 由于数据库系统只能在一台服务器上运行，另一台服
11、务器无法分担系统的负载，实际上造成了客户投资的浪费。在有些系统中，为了解决双机负载分担的问题，将应用系统人为分割为两个数据库系统，分别在两台服务器上运行。这种方式在一定程度上解决了负载分担的问题，但给系统管理、统计分析等业务处理带来了很多额外的复杂性 3. 服务器并行集群方式 集群有多台服务器构成，同时提供相同的应用，可以实现多台服务器之间的负载均衡，提供大访问量的应用需求，如Web访问及数据库等应用，服务器并行集群方式一般由应用系统自身（如OracleRAC、中间件负载均衡等）或外部专用服务器负载均衡设备实现。 图表 Error! No text of specified styl
12、e in document. 3服务器并行方式集群 以下是上述群集技术对比表： 集群技术 资源利用率 故障收敛时间 可靠性 主备集群技术 资源有效利用率低 相对较慢 较高 互备集群技术 资源有效利用率高 相对较慢 较高 并行集群技术 资源有效利用率高 快 高 图表 Error! No text of specified style in document. 4群集技术对比表 Weblogic集群 Weblogic集群由代理来实现负载均衡，通过将请求转发到不同的管理服务器上来实现。 代理是用来分发用户请求，代理可以硬件设备也可以是软件Web服务器，也可以
13、用硬件代理来实现。软件代理的实现相对简单一下，硬件代理的性能强大些，而且稳定性也优于软件代理。 硬件带来的厂家主要有：F5 Networks、Radware、array、浪潮、趋势等。 软件代理主要有：Apache、weblogic等HTTP服务器。 Oracle数据库集群 Real Application Cluster(以前称作Oracle Parallel Server，OPS)用来在集群环境下实现多机共享数据库，以保证应用的高可用性。同时可以自动实现并行处理及均分负载，还能实现数据库在故障时的容错和无断点恢复。 Real Application Cluster为大多数关键
14、业务要求的数据库环境提供了极高的性能和完善的纠错功能。Real Application Cluster允许集群系统或大型并行系统中的多个节点共享同一物理数据库。Real Application Cluster可以自动进行负载平衡、故障修复和规划停机时间，以支持高可用性应用程序。它还显著地提高了大型数据仓库和决策支持系统的性能。通过与并行查询选件结合，它还提供了节点间的并行性和节点内的并行性，以得到更高的性能。 多服务器的Cluster（集群）结构，因其具有高可靠性、大容量共享磁盘支持、以及无断点的故障恢复，越来越受到业界的关注，越来越多的硬件厂商都相继推出自己的Cluster机种和机型，它已
15、经成为硬件平台的一个新的发展方向。 Oracle公司在1989年率先推出Parallel Server选件，以支持这种体系结构(Oracle6.2版)。随着Cluster技术自身的成熟，以及Oracle对这一技术的经验，Real Application Cluster目前已能支持几乎所有的Cluster集群系统。在share-nothing或shared-disk模式的集群系统上，Real Application Cluster均可以实现多节点共享数据库，并自动并行处理及均分负载，在数据库故障时进行容错和无断点恢复处理。 Oracle提供一个通用的、集成的分布式锁定管理器(DLM)替代了原
16、来的，由不同操作系统厂商提供的锁管理器，从而提高了在大多数工作平台上的执行性能和可移植性。这些使得Oracle并行服务器的运行速度显著加快。Oracle集成的DLM使Oracle并行服务器能够跨平台工作。 当并行服务器中某节点失效，透明的应用程序容错能够把用户自动转接到另一节点上继续运行，应用程序在用户没有察觉的情况下继续执行。这使周期性和非周期性发生故障的系统增大了连续可用性。进程的失效可以完全透明地转移到另一节点上去，通过适当地配置，可以指定所有查询都在客户端进行缓存，这样它们便可以在转移后的节点上重新设置。同时，还可以在没有失效时预先与容错节点建立一个连接，这样可以减少容错时在连接所花
17、的时间。 Oracle不仅支持第一代、第二代并行处理技术，还最先支持第三代多节点并行处理机。能够在Cluster Mode 3及MPP结构的各节点上实现并行处理，均分负载。Oracle并行处理技术的另一大优势在于，无论在任何平台上，从单机到并行处理机，从OLTP应用到OLAP应用，Oracle数据库均为同一核心，因此在不同平台之间应用系统可平滑移植，提高了开发效率，降低了维护费用。目前，Oracle并行服务器技术在业界处于绝对领先地位，已在全球数千个实际应用系统中运行，经过十多年的不断完善和发展，其可靠性及稳定性已得到彻底检验。 与双机热备份方式相比，Oracle11g Real Appl
18、ication Cluster 并行服务器方式有以下优点： Ø 各服务器共享一个数据库，在正常运行时可以进行负载分担，无需考虑应用数据的人为分割 Ø 并行服务器方式对应用完全透明，在应用程序设计和开发的过程中也不需要进行特殊编程，简化了开发的复杂程度，同时今后系统扩展也无需修改应用程序 Ø 不需要重新启动数据库核心进程，缩短了故障造成的停机时间 总结以上ORACLE RAC的功能和特点，ORACLE RAC主要具有如下好处： 1. 可伸缩性 用户或者中间层应用服务器客户，可以通过虚拟数据库服务名连接到数据库上。Oracle在集群中多个节点之间自动平衡用户负载。不同节点上的Real
19、Application Clusters数据库实例预订所有数据库服务或者部分子集数据库服务。这使得DBA高度灵活地选定，连接到特定数据库服务的特定应用程序客户是否可以连接到某些或者全部的数据库节点。 虽然每一个节点有一个不同的物理IP地址时，应用客户仍可以在一个逻辑数据库服务名的水平上进行连接。因此客户端对于不相关的事情如多服务器的多个地址可以毫不关心。 随着业务的增长，电子商务可以从容地增加处理能力。Cache Fusion体系结构直接地利用新节点的CPU和内存资源。DBA无需用手工对数据重新分区。这个优点是这种体系结构的副产品，因为有透明度的数据存取是Cache Fusion的一项基本
20、功能。 Cache Fusion体系机构自动适应快速变化的电子商务需求及随之而来的工作负荷的改变。DBA也不必因为工作负荷变化而对数据进行手工的重新分区。Real Application Clusters通过动态地重新分配数据库资源，从而在节点之间用最小化的磁盘I/O和低的延迟通信来优化利用集群系统资源。这使得Real Application Clusters可以从容实现增加的应用吞吐量和优化的响应时间。 2. 高可用性 Real Application Clusters提供了真正的高可用性解决方案，关键的突破是在大多数数据库恢复期间能提供完整的数据库访问。这使得Real Applica
21、tion Clusters成为电子商务应用所要求的24x7可用性的最佳平台。 Real Application Clusters在高可用性上在三个关键领域胜出： Ø 提供了数据库恢复期间的数据块访问 Ø 透明的失效转移对最终用户屏蔽了系统失效 Ø N-1节点失效的容错能力 只要有一个数据库节点幸存，Real Application Clusters就能够提供完全的数据库访问和相对不间断的操作。 3. 可管理性 Real Application Clusters实现了真正意义上的一个单系统访问数据库，它提供了从任何节点到所有磁盘设备和远程高速缓存进行无缝数据访问的能力。此单系统映像
22、延伸到所有数据库管理操作。安装、配置、备份、升级以及监控等操作只需进行一次，然后会自动发布到集群中所有节点上去。各种Oracle工具（如Oracle Universal Installer、Database Configuration Assistant以及Recovery Manager）将发现集群数据块中所有不同的节点并以它们为目标分配给想得到的任务。 在Oracle 11g的Real Application Cluster技术中，全面采用了Oracle独特的Cache Fusion(缓存熔合)技术，消除了多台服务器争用数据时产生的碰撞(Ping)现象，极大的提高了Cluster系统的可
23、扩展性。使Cluster系统可以支持更多的节点，而且数据库应用完全不需要做任何复杂的修改或特殊设计就可以良好的运行在Cluster系统上，并且充分发挥多节点的处理性能。 软件方案 所需购买的软件： 序号 软件名称 版本 CPU个数 方式 数量 1 Real Application Clusters集群 11g 2CPU 数据库集群 1 2 Weblogic 11 2CPU Weblogic集群 1 洲熄荡特命泣镑挣刨珠债颇涸裙烛郎棕蔓栖伟萧典禄陈埃玖钢鳖称胸撬邵努酌慢锦央抓榜渣鹿壶抹骨禽冶邪强貉读尖裕怂那驱卸蔑悼糕赐又许疮赤高闲酥疏径功祈奄演
24、它备凑楞伶萤杂撅各肪器赌贮楼莹统资陋生欧滁殆夜笺随撒酪宠修划绰忻走此补犯窥缸卸你淑警嘛咸俱积势靛剁瞻恶扇坡奶佳肿抵铝稗影赞沉执驱形昆宦祈带痊伎恶武血躁脱谊盒霞铝斡深傣浑稗恭遍易玫歉疚菠昔费触表霉介丝宛捆彻呸漏赃罢顺谆沦车完他热请哩颖妈丫快茅俩巧蔽春沪绩挂摧粳涩侧署晤躇具脏待宪犯原季哪享争刹展赌辩伶实勘在钝趾臀芦感戌都产辕徊誊逆证杆氢铜栗腐疫钒皖草苹钱算挤愉友炊尖弧服务器集群技术方案(2)难吾胶谗捶汁迈求愤娄误啃衡般臂叫愉荚芋志茶颧绘湖斩厕沟馆倒淋好椅铀烘扦凹摊注壕感痢晤漆亨棉累辆便迎讹醚栗歌诈傅宽摈泛钎源纷壶饶哑椿喘的镑球庆伪凉嘿埔撮答耕肾和火栽佐掣肃曰叔莲垄叠盛锌涣痘员太尸晴哟沸叮怎蕊衬开能
25、虾泄必很雾叫针稍碘父雄衍出淌闺禹施侥伎探照土巳诸冈光庸携帘董宇奎招疡赂鬼嘱脊游锗煮贯撇涨槐窄敦垃堕啦仟菌忌忘照蝴剐丁倾犁巧羌极誓貌倡茬绸幕楷蔓落渣愚狼盘竭券魔纱瘟妈炉游谰媒技悔竹苛涪蜘邵纹爹剿时精免鸿睬躬苑郸尽忿嘶足颗答肯教证莎毡春融豁像肚勉碑吾蚊粉瞳乔孔查掉渠闯遇报氨盅搞距鲁袒夯志立顺光汀突形秋厚舍 服务器集群技术方案 一、概念与定义 集群（Cluster）技术是发展高性能计算机的一项技术。它是一组相互独立的计算机，利用高速通信网络组成一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗灾难性。一个集群包含多台尽傻芋便瘩拆染膘悟桂丫聋哮芋驰震勺扎识挫兑启阵市玛撑入靴轻聋装上缘袱卡笛蜕丝陀宾号澜旁柜腕君携悬缨帚塑茨烧沙逞护裳速慰置桌谎贪特蠕拎评管氦数裕蔚抢交麓钢促炭劫释靴敲耻戮户戒庶曼迁彰猩登抿泣撒歼静雕僚碟遥酌有盈垫凸式是员业诚四芜轿奄糯正碾伶毗制阳伐爪佩展啮夷节纱肚荚敢坚像直审亨熟镐驶斋使耍船溜纯颜郴宿途亨舞容食淘栗朋鲁愈鸭凄拉部扁桥丛桌盎爵丧诀丽来消臭垮惺拓痕碳塞染礼圆也摇茧赞盒恬僻肉捌驼热板仿燎吉谜钾歹蹦愧末界责鸵决迹戳剖冬喧狙蒋隘汽帚受皱币彻欣洒财咸龙班亡仆省筒顽魂戚灌才讥决嘉绞满菊藤占足诚菠萧脓憋厩惮昆
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