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近几年，人们越来越多的听到集群(Cluster)这个概念，并且有越来越多的集群在实际生活中得到应用。
通俗地讲，集群是指一组计算机以某种方式联结起来并协同完成特定任务的系统。在这个系统中，计算机可以是同构的(如目前最常使用的基于x86构架的PC服务器)，也可以是不同构的(如混合采用PC服务器及RISC服务器)；而系统内各计算机之间可采用以太网或专用网络连接。一组计算机要成为集群的一个必要条件是它们要协同工作完成特定任务。
从用户的角度，集群就像是一台具有强大处理能力的服务器。在集群内部，各服务器可能承担不同的任务，但我们可以把它们统称为节点机。
随着计算机的广泛应用，需要处理的信息量越来越大，人们对于计算机的要求也越来越高，各种性能更高的计算机不断的被研制及应用，如SMP(对称多处理器)计算机、MPP(大规模并行处理)计算机等。这些计算机有很高的配置(如大内存、海量存储、可多达上千个的处理器等)，具有很高的处理能力。但与这些计算机的高性能相对应的是它们高昂的价格。
当一台服务器在使用过程中已不能通过增加处理器、扩充内存等方法满足用户的需求时，传统的方法是使用一台新的服务器来替换原服务器，新服务器比原服务器有更好的处理能力。然而这种升级方式存在着多方面的缺点。
当服务器不能满足服务的要求时，就需要系统升级，使用性能更强大的服务器。服务的效能最终取决于这台服务器的性能。在升级过程中，服务可能不得不中断。
升级后，服务完全由新服务器承担，原服务器不会再参与服务，这就造成了资源浪费。当然也可以用旧服务器承担其它服务。
对服务器的可靠性有很高要求。由于服务是由一台服务器提供，所以当这台服务器发生故障时，对外服务就会中断，即存在着单点失效问题。
使用更多的处理器可以提高计算机的性能，但随着处理器数目的增加，计算机的复杂程度急剧增加，计算机的价格也会迅速提高。高端服务器的价格是多数用户难以承受的。
随网络技术的进步以及处理器性能的提高，越来越多的人开始用相对廉价的以太网等通用网络系统，把相对便宜的服务器／工作站连接起来组成集群使用，从而以较少的代价获得较高的性能。
根据所要完成任务的不同，通常把集群分为三种基本类型，包括高可用(High-Availability)集群、负载均衡(Loadbalance)集群及高性能(High Performance)集群。
高可用集群
有许多应用程序都必须是一天24小时不停地运转，如各大网站的Web服务器、数据中心、远程通讯转接器、医学与军事监测仪以及股票处理机等，对这些应用程序而言，暂时的停机都会导致数据的丢失和灾难性的后果。高可用集群正适用于这种情况：它利用两台(或更多)有相同服务的服务器，实现集群服务的高冗余度，对外提供不间断的服务。
集群系统的每个服务都有主服务器与(一台或多台)备用服务器，服务由主服务器处理，而备用服务器处于等待状态；集群内各服务器都运行heartbeat程序，使用以太网、串口、共享存储等方式相互发送信息，以检测其它服务器的运行状况；当备用服务器发现主服务器不能正常工作时，它会自动接管主服务器的服务继续对外服务；当主服务器恢复正常时，备用服务器又可把服务自动交还主服务器处理；集群的服务仅会在服务器切换过程中可能有短暂中断。
任一时刻，高可用集群的任一服务只能由一台服务器提供，但可以有多个备用服务器，更多的备用服务器意味着更高的冗余度。高可用集群的不同服务器可以是不同服务的主服务器，并同时也可以是其它多个服务器的备用服务器。集群对某一服务的处理能力相当于单台服务器的处理能力。
负载均衡集群
负载均衡集群可使负载在集群中尽可能平均地分摊处理，充分利用集群内各节点机的处理能力，提高对任务的处理效率。这种集群非常适合于需要运行同一组应用程序的大量用户，每个节点都可以处理一部分负载，并且可以在节点之间动态分配负载以实现平衡。
在这种集群中，同一任务或服务由多个节点共同承担，集群的处理能力是这些节点机处理能力之和。由于集群内有多个节点可完成同一任务，当某一节点发生故障时，其它节点仍可继续工作，从而保证了服务的连续性，所以这种集群也有一定的高可用性。
根据所承担任务的不同，负载均衡集群又可进一步分为面向作业处理的批处理型负载均衡集群及面向网络服务的网络流量型负载均衡集群。
批处理负载均衡集群一般利用批处理作业管理系统，如LSF、PBS等。它们不断监测集群内各节点机的负载情况，把作业分配到负载较轻的结点进行处理，加快处理速度，提高集群的使用效率。
网络流量负载均衡集群主要面向网络服务，如Web、Mail等。集群中的服务器分为两类Director(网络流量负载均衡服务器)与Realserver(实际服务器)。Director是集群的核心，它接收来自用户的网络请求，根据集群内各服务器的负载情况把这些请求转发给适当的服务器处理。Realserver是集群内负责提供真实服务的服务器，完成实际的处理工作。通过把网络流量在集群内较均衡的分配，加快了对用户请求的响应速度。
高性能集群
高性能集群主要用于处理复杂的计算问题，应用在需要大规模科学计算的环境中，如天气预报、石油勘探与油藏模拟、分子模拟、基因测序等。高性能集群上运行的应用程序一般使用并行算法，把一个大的普通问题根据一定的规则分为许多小的子问题，在集群内的不同节点上进行计算，而这些小问题的处理结果，经过处理可合并为原问题的最终结果。由于这些小问题的计算一般是可以并行完成的，从而可以缩短问题的处理时间。
高性能集群在计算过程中，各节点是协同工作的，它们分别处理大问题的一部分，并在处理中根据需要进行数据交换，各节点的处理结果都是最终结果的一部分。高性能集群的处理能力与集群的规模成正比，是集群内各节点处理能力之和，但这种集群一般没有高可用性。
集群的出现已有一段历史， 早在二十世纪七八十年代，美国DEC公司和Tandem计算机公司就开始了集群的研究工作，开发了基于VMS操作系统的VMScluster集群系统，但它仅限于在DEC的VAX系列与Alpha系列服务器上使用。随着互联网络技术的发展与应用，各种不同构架的集群相继出现，并得到了广泛的应用。截止到2003年6月24日，最新发布的世界最快的(Linpack值)前500名计算机排名(TOP500)中，有很多集群系统(129台，占总数的大约30%)，如排名第二的是HP公司基于Alpha系统的集群，第三名是LinuxNetworX的基于Intel Xeon的Linux 集群。
双机热备/双机容错/高可用集群软件NEC-EXPRESSCLUSTER
随着信息化建设的不断推进，各个企事业单位的活动越来越多的依赖于其关键的业务信息系统，这些业务信息系统对整个机构的运营和发展起着至关重要的作用，一旦发生宕机故障或应用停机，将给机构带来巨大的经济损失。
可见，对那些需要保障信息安全和提供不间断的信息服务的机构来说，业务系统的容错性和不间断性显得尤为重要。如何保障各种关键应用持续运营，达到永续经营的良性循环，已成为当今企事业单位和IT领域急需解决的关键问题。
荟萃NEC技术精华的EXPRESSCLUSTER是一款专业的高可用集群软件产品(而不仅仅是一款双机热备软件)，它可为您提供Windows和Linux平台上完整的高可用性解决方案。当集群中的某个节点由于软件或硬件原因发生故障时，集群系统可以把IP、客户业务等资源切换到其他健康的节点上，使整个系统能连续不间断的对外提供服务，从而为机构24x365的关键业务提供了可靠的保障，达到了系统99.999%的高可用性和可靠性。
| 功能特点 |
高可靠性.高可用性
在要求持续运行的关键业务系统中，由于服务器宕机等故障所造成的业务停止将带来无法估量的损失。在由NEC的容错软件EXPRESSCLUSTER构建的集群系统中，即使某台服务器发生故障，用户业务和数据也可迅速切换到健康的服务器上，从而保证了整个系统对外服务的正常，为企业24小时x365天的关键业务应用提供了强大的保障。
多种心跳监测方式
支持网卡(私网/公网)、COM口、磁盘心跳等多种心跳方式,多重保障心跳检测途径，进一步提高了系统的可靠性。EXPRESSCLUSTER独特的利用内核空间进行心跳探测的技术，可以保证心跳探测不受系统负荷影响，从而避免在高负荷状态下心跳超时所导致的误切换。
支持共享、镜像、混合等多种集群构成方式
无磁盘型
+适用于无后台数据的业务系统;
+可构筑HW、OS、AP组成的简单集群
共享磁盘型
+数据通过外挂的磁盘阵列柜共享在服务器之间继承
+适用于大规模的集群系统(2~32节点）
+支持SAN,iSCSI等多种存储架构
磁盘镜像型
+通过本地磁盘的镜像方式实现数据继承
+适用于小规模、低成本的集群系统
+支持3节点以上的多点镜像
共享和镜像共存型
+实现共享和镜像共存于一个集群的应用场景
+部分重要的数据可存放于镜像盘中以保证数据物理上存在冗余备份，避免了单点崩溃风险
NAS连接的共享型
+基于NAS接续的共享型集群
+无需外挂共享磁盘阵列
混合型（共享磁盘镜像型)
+ 支持盘柜和盘柜之间的镜像
+ 有助于实现远程异地灾备方案
支持差分镜像
在镜像型方案中，我们使用的差分备份和差分恢复技术,可直接对2台服务器的镜像盘中的差分数据进行同步和恢复，而不必通过全盘Copy，大幅缩短了镜像同步及恢复所需的时间，提高了镜像集群的性能。
支持多节点镜像
支持多节点镜像技术，可以用一台服务器同时对多个节点进行镜像复制，实现多节点之间互为备份的构筑方式。利用EXPRESSCLUSTER率先实现的多节点镜像技术，可以在不牺牲系统可靠性和性能的前提下，实现更为灵活的配置，进一步节省硬件投资。
多种集群工作模式
不仅支持传统的单活(Active/Passive)、双活(Active/Active)，还支持N和N+1多节点集群备份。
(1)Active/Passive
(2)Active/Active
(3)N+1备份
(4) M+N备份
支持镜像集群的远程容灾
EXPRESSCLUSTER在应用方式上的另一个创举就是将镜像型集群应用于远程容灾解决方案中。通常的远程容灾解决方案，对网络环境要求高、实施复杂、实现成本也比较昂贵。而利用EXPRESSCLUSTER镜像型集群软件的远程容灾解决方案，不但能够异地备份业务数据，还可以对软硬件资源进行监视，在主节点发生故障时，还能够自动在备份节点恢复业务。将业务服务的停止控制在最小限度。
支持虚拟技术
EXPRESSCLUSTER支持虚拟集群，它既可以做虚拟机层级的高可用集群解决方案，也可以针对虚拟机上的业务构建高可用集群。
当虚拟计算机上运行业务发生故障时，EXPRESSCLUSTER可以将其切换到另外一个虚拟计算机。如果虚拟机软件本身发生故障，或者物理服务器发生故障，EXPRESSCLUSTER能够将虚拟计算机整个切换到另外一台物理服务器上。此外，还可以利用虚拟计算机，对物理服务器进行备份。例如，如果希望利用一台服务器，分别对运行不同操作系统的物理服务器进行备份利用虚拟技术与EXPRESSCLUSTER相结合，将很容易就可以实现。
基于VMWare虚拟技术的集群方案
基于Hyper-V虚拟技术的集群方案
最多支持32节点，具备良好的系统扩展性
伴随业务的扩大可动态追加集群的服务器节点，最多能扩展到32个节点；
多平台支持
支持目前国内几乎所有主流的Windows和Linux操作系统平台,如WindowsNT/2000/2003,RedHat,Turbolinux,MIRACLELINUX,NovellSUSE LINUX,RedFlag等。
支持64位架构
支持IA-64、EM64T和和PPC64等64位架构的服务器和操作系统平台
灵活选择存储设备
支持目前国内大多数主流的存储设备，如NEC、IBM、Dell、EMC、HP、联想、曙光等众多知名存储设备厂商的产品。并且不仅支持单通路盘柜，还支持多通路盘柜，另外，对iSCSI型的盘柜设备也提供支持。
支持多种应用保护
EXPRESSCLUSTER可以保护大量的应用程序和服务，几乎涵盖了目前Windows和Linux平台上所有主流的应用和服务，如Oracle、SQLServer、DB2、Sybase、PostgreSQL、PowerGres、MySQL、ExchangeServer、Appache、Samba等（详细参见“确认支持的软件”）。除了这些主流的应用和服务，还可以保护用户自己开发的应用程序和服务。
深层次僵死状态的监控
除了对应用程序和服务的常规级别的监视外(所谓常规监视即进程死活级别的监视),EXPRESSCLUSTER还提供了一系列监视选件，如DatabaseAgent, Internet Server Agent, Application Server Agent, File ServerAgent等，这些监视选件可对EXPRESSCLUSTER上运行的数据库等应用程序和服务的僵死状态(Stall)进行监视,从而为用户的关键业务系统提供了更深层次的保护。
全新的中文化界面，轻松配置集群
使用全新的中文界面集群简易构筑工具（Builder）可以实现集群的快速构筑，大大方便系统管理员的操作。
人性化的向导提示，可轻松、快速构建集群；
√支持在线的编辑方式，集群配置信息直接上传到集群并生效；
√支持集群配置文件的导入、导出和离线编辑，稍作修改就可轻松配置出大量结构相似的集群。
√在发生故障更换服务器时，只需要将备份的配置文件导入新服务器即可迅速完成恢复。
远程管理.简便操作
基于B/S架构的管理工具和配置工具，支持跨平台远程管理，不需要安装客户端程序，只要有浏览器和Java运行环境，任何一台机器都可以进行监控、维护和配置操作，极大的方便了系统管理员的操作和管理。
提供故障通知服务
当集群发生异常状态时，ExpressCluster会通过AlertService功能向管理者发送电子邮件形式或者手机短信方式的故障通知服务，极大的方便了管理员的维护工作，让管理员随时随地掌握集群最新状况。另外，还可以通过外接的网络报警灯设备，进行声光方式的故障报警
对GPT分区格式的支持
增加了对GPT分区格式的支持，可实现超过2TB的大容量数据分区的划分。
http://industry.ccidnet.com/art/27/20030729/56723_1.html
