叢集服務(MSCS)與網路負載平衡 (NLB)

叢集服務在企業組織部署關鍵業務、電子商務與商務流程應用起到了日益重要的作用。

叢集是在一組電腦上運行相同的軟體並虛擬成一台主機系統為用戶端與應用提供服務。 電腦通過纜線物理串連並通過叢集軟體實現程式上的串連，可以使電腦實現單機無法實現的容錯和負載平衡。

Windows Server 2003 家族產品將提供兩種類型的叢集服務：

叢集服務(MSCS)   僅用於Windows Server 2003 企業版和資料中心版，該服務為像資料庫、訊息系統、檔案與列印服務這些關鍵業務應用提供了高可用性和可擴充性。在叢集中的多個伺服器（節點）保持不間斷的聯絡。如果在叢集中的某一節點因出錯或維護不可用時，另一節點會立刻提供服務，以實現容錯。正在訪問服務的使用者可以繼續訪問，而不會察覺到服務已經由另一台伺服器（節點）提供。

Windows Server 2003的企業版和資料中心版都可以支援最大達8個節點的叢集配置。這一改變增強了部署的靈活性：尤其對於地理分散部署的叢集配置而言，並且支援主機的N+I配置(N 個主動節點+ I 個備用節點)。 N+I 模型將為將來利用Windows Server 2003部署大型Microsoft Exchange Server提供非常重要的支援。
網路負載平衡 (NLB)   在Windows Server 2003家族的所有版本中都可用，該服務可在叢集內均衡分布訪問的IP流量。網路負載平衡增強了Web伺服器、流媒體伺服器、終端伺服器等Internet伺服器程式的可用性和擴充性。作為負載平衡架構並提供了控制資訊管理在WMI結構之上的應用，網路負載平衡可與現存Web伺服器群結構無縫整合。
 
 
 

益處

優勢 描述
高可用性 叢集被設計用於避免單點失效。應用程式可分布在多台電腦上並行運行並提供失效恢複，以提供更高的可用性。
擴充性 可以通過為叢集增加更多的處理器與電腦以提供更高的計算能力。
可管理性 對終端使用者、應用和網路，叢集均被當做一台單一的系統處理，針對本地和遠端管理員也提供了單點的管理功能。
 
 
 

新的特性與改進
基於Windows 2000底層結構之上的Windows Server 2003 家族提供了全新的效能與特性，可更簡單高效地部署與管理叢集服務。

本文總結了以下：

伺服器叢集特性
網路負載平衡特性
伺服器叢集特性

特性 描述
易於安裝和配置 叢集服務作為Windows Server 2003 作業系統的一個主要部分，不再是一個可選的組件。這使伺服器叢集節點的配置不需要安裝的媒介，並允許利用叢集管理工具在遠程伺服器上建立節點和更改伺服器叢集配置。設定伺服器叢集配置不再需要重啟。

從伺服器叢集中刪除一個節點就像將他從叢集中退出一樣簡單。所有屬於這個節點的叢集配置資訊被自動刪除，且不需要重啟。

在設定管理員叢集節點時，配置流程會校正軟體和硬體設定資訊以確保在完成叢集服務配置之前檢測出所有已知的不相容問題。許多配置選項都給出了預設值，可以依照最佳實務簡便快捷地搭建伺服器叢集。在安裝完成後，工作的伺服器叢集還可以利用伺服器叢集管理工具進行定製。

叢集的配置架構為第三方軟體供應商提供了開放介面。這使得應用程式可以無縫地設定伺服器叢集資源，並在伺服器叢集安裝時更改配置資訊。就像通過叢集管理圖形介面一樣，伺服器叢集的安裝還可指令碼化和通過命令列進行安裝。
支援更大的叢集 Windows Server 2003資料中心版所最大支援的節點數目已從Windows 2000的4節點增加到8個節點。

Windows Server 2003企業版所最大支援的節點數目已從Windows 2000的2節點增加到8個節點。

通過增加伺服器叢集的節點數目，管理員在部署應用和提供容錯策略時有了更多的選擇以匹配商務需求和風險要求。像傳統的節點與/或應用失效轉移一樣，大的伺服器叢集提供了更高的靈活性以建立多網站、地理分散的叢集來提供容錯能力。
整合活動目錄服務 Windows Server 2003企業版與資料中心版的伺服器叢集整合了活動目錄服務。這一整合確保了“虛擬”出來的電腦對象在活動目錄中註冊。這使得應用程式可以使用Kerberos協議認證與委派運行於叢集上的服務。這一電腦對象也提供了預設的存放位置以便支援AD的服務發布服務控制點。 
64位服務 伺服器叢集完全支援運行64位Windows Server 2003的電腦。應用可以受益於64位 Windows Server 2003作業系統增加的記憶體位址，也能夠受益於災難轉移所提供的高可用性。 
增強可管理性 當伺服器叢集使用的儲存結構支援動態磁碟區增長，叢集磁碟可利用新的內建工具“DiskPart”動態線上擴充。 
簡便的資源配置 很容易配置叢集印表機，配置MSDTC(Microsoft Distributed Transaction Coordinator)服務也一樣—只需要配置一次，配置資訊就可以複製到全部節點中。

應用可以通過指令碼語言例如Visual Basic Script 與JScript實現對叢集的支援。這使得為應用編寫特定的資源外掛程式以監測與控制伺服器叢集更為方便。

指令碼還支援資源指定屬性；它允許資源指令碼叢集範圍的配置資訊，同樣，也可以使用和管理其它資源。增強了對微軟訊息佇列(MSMQ)的支援，包括對觸發器的支援。它允許基於可靠的訊息架構所提供的全部特性構建高可用性的應用。
網路增強 伺服器叢集可通過重要的網路增強獲益。災難轉移增強邏輯現在支援心跳訊號完全丟失；現在在仲裁（quorum）所有權決定之前所有節點公用通訊的網路狀態都會被納入考慮。

媒介感知探測提供了更好的災難轉移保護。因為媒介感知在預設情況下是禁用的，網路角色被保持以及所有的IP地址相依存的資源保持線上。如果伺服器叢集足夠大，且網路結構支援叢集節點間的多播，多播心跳會被自動選擇。如果多播因為某種原因失效，心跳通訊會轉換為單播。在任意事件中，所有的心跳通訊都是經過簽名和安全的。
提高儲存效能  伺服器叢集充分發揮強大的儲存容量優勢。共用磁碟現在支援卷掛載點（Volume mount point）並工作在災難轉移模式下，提供靈活的檔案系統名字空間。用戶端緩衝(CSC)，又被稱為離線檔案，現支援叢集檔案分享權限設定並允許用戶端電腦在叢集共用上儲存快取資料。

改進的Distributed File System(DFS)現在包含：多個獨立根目錄（standalone root）、獨立根目錄災難轉移(independent root failover)、支援活躍/活躍配置，並允許在不同機器上的多個檔案分享權限設定聚集為一個共同的名字空間。

叢集服務針對儲存區域網路（SAN）作了最佳化，包含目標裝置重啟和儲存互聯需求。

共用磁碟現在可以定位於同一儲存互聯（storage interconnect）作為啟動、分頁檔和臨時檔案磁碟。這使得叢集伺服器可以有單一的或單一冗餘的儲存互連。註：僅當供應商配置並認可這些配置後方能生效。
改進的操作 伺服器叢集在操作效能上也取得了很大的改善。資料庫和配置資料可以備份和恢複，而增強節點災難轉移可以支援叢集超過三個節點以上的災難轉移。組配合支援使應用程式在災難節點啟用前轉移到可用的節點，提供了增強效能和可用性。

從Windows 2000升級到Windows Server 2003家族時對叢集的線上時間影響最小，因為升級時只需將叢集中的一個節點離線。叢集服務帳號的密碼可以動態變更而無需將叢集節點離線。

資源刪除可通過叢集管理器或cluster.exe完成，而不需要將資源離線。叢集控制與管理、應用和叢集狀態資訊以及叢集狀態變更事件可提供對WMI的支援。
易於排錯和失效恢複 對伺服器叢集記錄檔的一些改進使得診斷與排錯變得更加容易。這些改進包括：叢集日誌；本機伺服器時間戳記；資源名字映射和事件記錄的GUID(通用唯一標誌符) 。

資源工具包提供了新的診斷工具(ClusDiag)可以將叢集中各節點的叢集日誌和事件記錄對應和對比。針對磁碟失效事件，資源工具包包含了一個新工具 (ClusterRecovery)可以將磁碟資源重新組建並重建叢集狀態。
新的叢集拓撲 Windows Server 2003 提供了傳統的叢集仲裁（quorum）機制，也提供了一種稱為“多數節點集(Majority Node Set)”的新的仲裁資源。該仲裁資源允許伺服器無需共用磁碟作為仲裁裝置建立叢集。利用新的仲裁機制可以建立額外的叢集拓撲；例如，無共用磁碟伺服器叢集。多數節點集也使得建立和配置多網站、地理分散的叢集更為容易。 
叢集磁碟支援加密檔案系統（EFS） Windows Server 2003 支援叢集（共用）磁碟上的加密檔案系統。

網路負載平衡(NLB)特性

特性 描述
網路負載平衡管理器 Windows Server 2003中的這一新工具可單點配置與管理NLB叢集。NLB 管理器可用於：
建立新的NLB叢集並自動傳播機群參數與連接埠規則到叢集中全體主機。它也可以傳播主機參數到叢集中特定的主機上。
從NLB叢集中添加與刪除主機。
自動增加伺服器叢集IP地址到TCP/IP。
通過串連現存主機或從檔案中讀取主機資訊管理現存主機並儲存這些資訊便於以後使用。
配置NLB以均衡在一個網路負載平衡中的多個Web網站或應用。這包含了將所有叢集IP地址添加到TCP/IP，以及控制發送到叢集中特定主機上特定應用程式的流量。
診斷不正確配置的叢集。
 
虛擬叢集 Windows Server 2003 中的這一新特性用於：
為不同的叢集IP地址配置不同的連接埠規則，而每一IP地址可對應到NLB叢集中一個網站或應用程式。
過濾發送到叢集中指定主機上指定的Web網站或應用的資料流量。
選擇發送到叢集中指定Web網站或應用的資料由叢集中哪一主機處理。
 
多網卡(NIC)支援 Windows Server 2003將負載平衡綁定在多塊NIC卡上，使使用者可以：
在同一主機上運行多個網路負載平衡服務並分別置於完全獨立的網路中。
在多台前端防火牆或Proxy 伺服器需要均衡負載的情境中利用NLB來為防火牆或Proxy 伺服器提供負載平衡。
 
雙向配合 雙向配合（Bi-Directional Affinity）常用於ISA代理與防火牆的叢集負載平衡。NLB通常用於ISA Web發布和伺服器發布環境中。Web發布不需要雙向配合，而伺服器發布需要。雙向配合為同一主機建立多個NLB執行個體協力工作以確保發行伺服器的回應資訊 被路由到叢集中適當的ISA伺服器上。 
IGMP協議支援 這一新特性限制了交換器-擴散。(交換器-擴散，即Switch-flooding 起因於NLB演算法使得NLB每一主機都能察看叢集每個接受包的地址。)

IGMP支援限制擴散僅產生到交換器串連NLB主機的連接埠以保護網路資源。注: IGMP支援僅在NLB配置為多播模式下才能啟用。
 
 
 

總結
Windows Server 2003中的叢集服務通過增強現有特性與提供重要的更新特性得到了大幅的改進。

設定和安裝更為簡單和健壯。通過預先配置、遠端管理和預設選擇，一套簡單的伺服器叢集可以減少重啟次數，更快上線運行。

將叢集服務與活動目錄相整合帶來了許多優勢，包括：“虛擬”電腦對象、Kerberos 認證與安全以及緊密地整合其他服務發布資訊到活動目錄等。

增強網路特性提供了更好的容錯效能和更多系統線上時間。支援和排錯方面可以通過一個即時監測的工具協助管理員查明錯誤和隱患。

瞭解叢集服務更多資訊，請參閱 叢集服務技術概覽。