集群-基础知识1

背景

随着互联网访问量的急剧增加，单台服务器的能力已严重不能满足需求。则需要从两个方面考虑提高服务能力：1、向上扩展，2、向外扩展

向上扩展的缺点：

1、造价高

2、随着性能的提高，会在某个临界点遇到瓶颈，导致性能随后降低。

向外扩展的优点：

1、造价低

2、提供高并发能力和高可用性

3、可扩展性好。

分类

负载均衡集群（Load Balance）

高可用集群（High Availability Cluster）

高性能集群（High performance computing）

负载均衡集群：由于电信运行商dns的原因，所以不能靠dns来做负载均衡，必须通过前端调度器将请求分发至后端的服务器，以提高并发访问量。但随着访问量的提高，调度器和存储等的限制，访问速度会成为瓶颈，所以需对网站进行功能切分，分别做集群，例如门户网站的分类。为了保证后端服务器提供的内容一致性，网页的静态内容使用rsync+inotify的机制做同步。一个web页面包含多个web对象，而目前的浏览器都支持多线程，所以来自客户端的请求，可能并发多个请求，调度器分发至多个后端服务器，可以提高网页的打开速度。而调度器具有health check的能力，能将挂了的主机移除，也能将恢复的主机加进集群。

优点：提高并发处理能力

高可用集群：可以提高服务的在线能力、服务可用性。例如有两台主机提供web服务，A作为正常提供服务的主机，B作为备用的主机，A不断地将自己的心跳信息用组播的方式传递给B，而B也能去检查A的心跳信息。当B不能得到A的心跳后，则会通过电源交换机关闭A的电源，并将A的ip地址夺过来，启动A之前提供的服务，以提高服务的在线能力。若是多台主机的高可用集群，还可以设置备节点的优先级，来响应主节点挂掉后的动作。

高可用集群传递的不只是心跳信息，还有事务信息（优先级等）。而负责协调完成事务的节点叫做DC（节点中的一台），若DC挂了，则其他主机间推选一个即可。

负载均衡集群和高可用集群的主要区别：

负载均衡集群提供并发处理能力，提供health check

高可用集群提供服务的始终在线能力，提供heartbeat

高性能集群：利用分布式文件系统将复杂问题分解为小问题并行处理。

由于高可用集群的效率不是很高（备份的主机会造成资源浪费），所以需要提高。例如web服务和邮件服务分别在A、B主机启动，然后它俩互为主备，则可以提高效率。但高可用集群在某一时刻资源只能在一台主机上启动。

脑裂：是因为cluster分裂导致的，cluster集群中节点因为处理器忙或者其他原因暂时停止响应时，其他节点可能误认为该节点“已死”，从而夺取共享磁盘（即资源）的访问权，此时极有可能假死节点重新对共享文件系统产生读写操作,从而导致共享磁盘文件系统损坏。

stonith：爆头，shoot the other node in the head通过电源交换机切断检测不到心跳信息的主机的电源。

隔离：fancing，拒绝某个节点访问某个资源。分为节点隔离（stonith）和资源隔离。

为了防止集群脑裂，集群节点应该为3或3个以上的奇数个。

其他知识：

DAS：直接附加存储。内核直接操作块设备的数据。若不同主机同时访问同一文件，则会造成写错误。但效率高。

NAS：网络附加存储。是文件级别的操作，第一个主机写数据时会施加锁，第二个主机就不能写。性能要比DAS差。