一、集群技術(shù)的簡介

1、集群技術(shù)的概念

它是指使用特定的方法兩臺及兩臺以上互聯(lián)計算機并行或分布，實現(xiàn)了統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理多臺計算機的資源。集群技術(shù)能夠用在網(wǎng)絡(luò)服務器以及普通的計算機上，它能夠?qū)⒍嗯_計算機整合起來組成一個整體，然后這些計算機中的每一臺計算機都能夠分擔部分的計算任務。而且，集群技術(shù)能夠集合這些計算機的性能，使得整體計算實力得到了非常大的增加，同時，如果系統(tǒng)中某一臺計算機發(fā)生了故障，系統(tǒng)就能利用軟件把這臺計算機在系統(tǒng)中隔離開來，其他的計算機利用負載均衡機制重新分擔負載，與此同時，發(fā)出警報提醒網(wǎng)絡(luò)管理人員，對內(nèi)表現(xiàn)是一個系統(tǒng)，對外則是一臺計算機，使得系統(tǒng)中的每一臺計算機都能夠承擔些許容錯任務。集群技術(shù)的利用能夠提供給外部高性能、連續(xù)的服務，使得多臺計算機聯(lián)合起來發(fā)揮出超級計算機的能力。

2、集群技術(shù)特點

計算機的集群技術(shù)有下面這幾個特點：

（1）高度的可用性，利用計算機集群技術(shù)可以隔離出出現(xiàn)故障的計算機，避免了發(fā)生單點故障的能力，使得計算機能夠并行運算與故障恢復，提供了很高的可用性；

（2）可伸縮性，普通的單臺計算機能力比較有限，既能夠增加計算機的CPU、內(nèi)存等硬件設(shè)施，還可以增加幾臺計算機這樣就能擴展了系統(tǒng)性能，新增加計算機與以前的計算機集成到一起，提供給外部高性能的服務；

（3）易管理性，集群技術(shù)對外部的表現(xiàn)是一個單一系統(tǒng)，管理員使用簡單的指令就能夠進行遠程的管理工作。

3、集群分類

它可以分為這三種：

（1）科學集群，它是利用集群技術(shù)并行運算的功能，來解決一些比較復雜的科學難題。科學集群由非常多的獨立處理器構(gòu)成，對外則類似于超級計算機。

（2）負載均衡集群，利用這項技術(shù)能夠使得負載比較均衡的分擔在計算機集群中。一般有應用程序負載以及網(wǎng)絡(luò)流量負載，計算機集群中的每個節(jié)點都能承擔一定的負載進行處理，并且在處理過程中可以進行動態(tài)分配，實現(xiàn)了負載的均衡，一般情況下，負載均衡集群的每一個節(jié)點都是單獨運行的軟件系統(tǒng)。

（3）高可用性集群，它主要是為了提高整體系統(tǒng)的可用性，如果集群當中某一個系統(tǒng)發(fā)生了故障，集群軟件就能夠迅速的做出反應，及時的將這一系統(tǒng)的任務分配給集群中的其它工作的系統(tǒng)中執(zhí)行其任務。

4、構(gòu)建集群系統(tǒng)的原則

構(gòu)建集群系統(tǒng)必須首先考慮系統(tǒng)管理以及網(wǎng)絡(luò)管理的需要，其次才是系統(tǒng)的成本。如果一些企業(yè)運行的是關(guān)鍵業(yè)務，比如電信行業(yè)，它是不能承擔網(wǎng)絡(luò)服務器意外停機造成的損失，高性能的集群系統(tǒng)能夠滿足這些個企業(yè)的需要，相對來說，集群的性能要求越高，那么系統(tǒng)的造價也就越高。集群系統(tǒng)的可用性能能夠分為這幾個等級：

（1）系統(tǒng)的可靠性以及品質(zhì)；

（2）增加的故障恢復功能；

（3）部件冗余；

（4）系統(tǒng)級以及應用程序級冗余；

（5）容錯功能。“系統(tǒng)的可靠性以及品質(zhì)”是集群系統(tǒng)中等級最低的，成本也是最低的，能夠通過備份數(shù)據(jù)以及更新內(nèi)存，使用不間斷的電源以及服務器的自動重啟等等方法來實現(xiàn)。如果想得到更高一些級別的可用性能等級我們就需要增加更多的硬件設(shè)備冗余，比如增加雙控制器及RAID等等。相應的可用性能等級中“容錯”的可用性等級是最高的，相應的其成本也是最高的。

二、在網(wǎng)絡(luò)中實現(xiàn)集群關(guān)鍵技術(shù)

計算機的虛擬化技術(shù)的快速發(fā)展，也極大的推動了網(wǎng)絡(luò)的管理技術(shù)的進步，相應的，集群技術(shù)也在網(wǎng)絡(luò)管理中應用也越來越廣泛。虛擬化技術(shù)使用集群系統(tǒng)能夠在結(jié)構(gòu)上變成一個對用戶來說透明的系統(tǒng)，它通過控制物理服務器，實現(xiàn)了資源的最大化以及性能的最優(yōu)，是集群系統(tǒng)的關(guān)鍵。現(xiàn)在比較通用的實現(xiàn)服務器虛擬化技術(shù)有三種：

（1）NAT技術(shù)

當前，我們在網(wǎng)絡(luò)中一般使用TPV4版本的IP地址，地址的資源比較有限，隨之保留一些私有網(wǎng)段，可以重復在不同局域網(wǎng)內(nèi)使用，當訪問外網(wǎng)時利用NAT技術(shù)把私有IP轉(zhuǎn)換成公用的IP地址。節(jié)省了IP地址，但是效率比較低。這一技術(shù)需要一臺管理機來管理網(wǎng)內(nèi)的服務器，用來建立虛擬IP同真實IP間的對應關(guān)系，保證數(shù)據(jù)的傳輸。

（2）IP隧道技術(shù)

真實服務器的數(shù)量比較多時，響應報文則占用了管理機大量的資源，使得網(wǎng)絡(luò)的吞吐量下降，利用IP隧道技術(shù)就能解決掉這個問題。把請求報文跟應答報文分開進行處理，在管理機與每臺真實服務器之間建立一個IP隧道，將請求報文封裝轉(zhuǎn)發(fā)給后端真實服務器，相應報文能夠從后端真實服務器直接返回給客戶，實現(xiàn)了集群系統(tǒng)的性能提升。

（3）利用直接路由實現(xiàn)虛擬服務器

它與IP隧道技術(shù)比較相似，都是減少管理機對應答報文的處理，它要求參與集群的計算機與管理機必須在一個網(wǎng)段上，管理機接受到請求包時能夠直接送到參與集群的節(jié)點上。

三、結(jié)語

現(xiàn)代社會技術(shù)的發(fā)展，能夠用于網(wǎng)絡(luò)管理的方法也是越來越多，技術(shù)也變的非常復雜，我們對網(wǎng)絡(luò)的性能、安全等方面的要求也變的很高，集群技術(shù)在應用后在網(wǎng)絡(luò)管理中占了非常重要的地位，它可以使多臺計算機之間建立起聯(lián)系，協(xié)同工作，提高了網(wǎng)絡(luò)的性能以及管理的水平。

作者：王洋 單位：三門峽職業(yè)技術(shù)學院