简述Linux集群类型、系统扩展方式及调度方法

什么是Linux集群

当单台服务器满足不了客户流量时，有两种扩展方式。一种向上升级，买更好的服务器。另一种是向外升级，当业务是平等的，把它们分开到各个不同的服务器中。这种不同服务器的集合，为解决某个特定问题组合起来形成的单个系统叫做Linux集群。

Linux集群类型

1. LB集群(Load Balancing，负载均衡)
   当我们把业务中一些关键服务分离出来放入一台主机时，这台主机如果在高负载的情况下发生了故障会导致整个业务不可用，对这些单点服务器我们需要做冗余，需要把用户的请求分散到多台相同业务的主机上。而用来分散用户请求的设备称之为负载均衡器，也称分发器、调度器。当集群中存在负载均衡器就叫做LB集群。

2. HA集群(High Availiablity，高可用)
   比如当集群中的调度器挂掉导致整个集群业务瘫痪时，需要对调度器做冗余。在主调度器发生故障时会把它提供的服务转移到其他调度器，当主调度器修复上线后又能转移回来，这时我们称这个集群为HA集群。高可用集群是提供服务的可用性的，一个服务宕机了能够用另外一个主机立即来取而代之，使得服务的中断尽可能的短。
   其中衡量系统可用性的方式是 A=MTBF/（MTBF+MTTR）
   (0,1)：90%, 95%, 99%, 99.5%, 99.9%, 99.99%, 99.999%, 99.9999%
   MTBF称为平均无故障时间 / (平均无故障时间 + 平均修复时间)

3. HP集群(High Performance，高性能)
   人工智能中做大量计算的超级计算机，超算集群，比如围棋的阿尔法G，我们都称为HP集群。

4. 分布式集群
   分布式集群分为两种

   • 分布式存储
     当存储一个较大数据集，单台主机的网络IO和磁盘IO都无法承载，找一台主机实现分发调度，再把数据分发到一堆服务器上来实现存储。当一堆人要存储很多数据时，这台分发器把不同的人分散到不同的服务器上去进行存储。这台分发服务器存储了所有数据的索引，叫做元数据服务器namenode，存储数据的服务器叫做数据节点datanode，这些称之为分布式存储集群。
   • 分布式计算
     当我们需要做一个大量的计算任务时，对一个社交网站来说，日志访问有300亿条，想要查出300亿条中排名前100的有哪些。把大任务切成小任务，把300亿条数据分成每3亿个一份，时间就可以缩短到1/100。第一台服务器的结果，和所有其他服务器的结果在做第二次计算。如果还没有解决问题，就把大文件继续分割下去，把一个大问题分成中问题，把一个中问题分成小问题。把大问题分割成很多小问题叫做分布式计算集群。

Linux集群的调度方法

根据调度时是否考虑各RS当前的负载状态，分为静态方法和动态方法两种：

• 静态方法：仅根据算法本身进行调度；

  1. RR：roundrobin，轮询；
  2. WRR：Weighted RR，加权轮询；
  3. SH：Source Hashing，实现session sticky，源IP地址hash；将来自于同一个IP地址的请求始终发往第一次挑中的RS，从而实现会话绑定；
  4. DH：Destination Hashing；目标地址哈希，将发往同一个目标地址的请求始终转发至第一次挑中的RS，典型使用场景是正向代理缓存场景中的负载均衡；

• 动态方法：主要根据每RS当前的负载状态及调度算法进行调度；

  1. LC：least connections
     Overhead=activeconns*256+inactiveconns
  2. WLC：Weighted LC
     Overhead=(activeconns*256+inactiveconns)/weight
  3. SED：Shortest Expection Delay
     Overhead=(activeconns+1)*256/weight
  4. NQ：Never Queue
  5. LBLC：Locality-Based LC，动态的DH算法；
  6. LBLCR：LBLC with Replication，带复制功能的LBLC；