服务器集群技术.doc

编号：LJ/JW-JL-23（22）教 案第 26次 编写时间：2012年 4 月 23 日章节6.4 服务器集群技术 审 批 签 字年 月 日授课时数2授课方法讲授、演示教 具多媒体教学目的让学生对服务器集群有个简单认识，并初步掌握集群工作模式与原理。教学重点和 难 点难点：服务器集群概念。重点：集群工作模式与原理。教 学 过 程一、复习上节课程二、新课内容6.4.1 什么是集群与热备 6.4.2集群工作模式与原理三、总结四、布置作业欢迎交流/编号：LJ/JW-JL-23（22）教 案主 要 教 学 内 容教法应用一、复习上节课程二、新课内容6.4.1 什么是集群与热备 1. 集群系统 集群（Cluster）技术是近几年新兴起的一项高性能计算技术。它将一组相互独立的计算机通过高速的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。 集群中所有的计算机都拥有一个共同的名称，集群系统内任意一台服务器都可被所有的网络用户所使用。 2.负载均衡 网络负载均衡允许用户的请求传播到多台服务器上（这些服务器对外只须提供一个IP地址或域名），即可以使用群组中的多台服务器共同分担对外的网络请求服务。网络负载均衡技术保证即使是在负载很重的情况下它们也能作出快速响应。Windows 2003 Server企业版的“集群管理器”可用于手动平衡服务器的工作负荷，并根据计划维护发布服务器。还可以从网络中的任何位置监控集群、所有节点及资源的状态。介绍举例演示板书编号：LJ/JW-JL-23（22）教 案主 要 教 学 内 容教法应用3. 热备和容错 根据功能，双机系统和集群系统又可细分为双机热备、双机容错、集群热备和集群容错。热备是热备份（Hot Standby，也译为“热备用”）的简称，它与容错（Fault Tolerance）的主要区别在于热备系统只能监控服务器的CPU，是硬件级的监控；而容错系统监控服务器的应用，实行软件加硬件级的监控。由于，容错技术提供更高层次的弹性和恢复能力，使用深层硬件冗余（如磁盘镜像、双机热备等），加上专门的软件，几乎可以即时地恢复任何单一的硬件或软件错误。热备与容错方案要比集群方案昂贵得多，因为用户必须为处于闲置状态等待错误的冗余硬件支付费用。6.4.2集群工作模式与原理1. 集群工作模式 双机集群系统有两种工作模式，一种是主从模式，另一种是双工模式。 （1） 主从模式 主从（Active/Standby）模式，一般为两台服务器同时运行。一台服务器被指定为进行关键性操作的主服务器，另一服务器作为备用的服务器。在主服务器工作时，从服务器处于监控准备状态（除了监控主服务器状态，不进行其他操作）。 介绍举例演示编号：LJ/JW-JL-23（22）教 案主 要 教 学 内 容教法应用（2） 双工模式 双工方式（Active/Active）又称对等模式。在正常情况下，两台服务器同时运行各自的服务，且相互监测对方的情况。 2.双机集群工作原理 1. 心跳工作过程通过IP做心跳检测时，主机和备机会通过此心跳路径，周期性地发出相互检测的测试包，如果此时主机出现故障，备机在连续丢失设定数目的检测包后，会认为主机出现故障，这时备机会自动检测设置中是否有第二种心跳，如果没有第二种心跳的话，备机则根据已设定的规则，启动备机的相关服务，完成双机热备的切换2. IP工作过程主机、备机的IP地址采用虚拟IP地址实现，工作原理，如图5.7所示。主机正常的情况下虚拟IP地址指向主机的实IP地址，用户通过虚拟IP地址访问主机，这时，双机热备软件将虚拟IP地址解析到主机实IP地址。介绍举例演示编号：LJ/JW-JL-23（22）教 案主 要 教 学 内 容教法应用3. 应用及网络故障切换过程 （1）双机系统中，当检测到主机操作系统的故障时，可及时将服务切到备用服务器。（2）在主服务器操作系统正常的情况下，数据库系统出现意外故障时，双机容错软件可以及时发现并将其切到备用服务器，使服务不致于停