Lsf多叢集系統簡介

如何管理各種各樣的計算資源(如：CPU時間、記憶體空間、網路頻寬、應用程式等)是許多企業當前都很頭疼的問題。尤其是對於那些員工遍布全球的公司而言，如何充分利用有限的計算資源是非常關鍵的問題。由platform公司開發的lsf 多叢集系統使多個異構的電腦能夠通過區域網路或廣域網路共用計算資源，並能夠為使用者提供對資源的透明訪問。Lsf現在主要支援以下三種大規模資源共用：

1. 一個大企業中的多個部門，每個部門可以有一個或多個叢集，這樣就使得部門內部和部門之間可以共用資源。
2. 較小部門的資料中心。大的昂貴的計算資源如超級電腦可以透明地與遠方較小的部門直接進行共用。
3. 通過鬆散串連的網站共用資源。

Lsf將多個叢集串連在一起，一個叢集往往是企業中的一個部門，每個叢集中有一個主控機，此主控機負責收集該叢集系統中的各台主機的負載資訊，並且根據各主機的負載資訊情況對作業進行調度。各個叢集系統之間根據一定的策略進行資源共用。在每個主控機上定義了該叢集能共用哪些叢集系統中的資源。當使用者發送了一個工作要求時，lsf系統能將此任務發送到對應的資源所在地，並根據調度策略選擇負載較輕的機器對此任務進行處理。當多個使用者請求同一個資源時，根據使用者的請求優先順序來確保優先順序高的使用者的緊急任務能首先得到滿足。Lsf還具有以下特點：

1. 提供了增強計算能力。
   通過全域資源共用，使用者可以訪問各種各樣的計算資源，許多閑置的電腦現在都可以充分利用起來進行任務處理，許多機器也可以並行地執行同一個任務，這樣就大大增強了使用者的計算能力。
   
2. lsf提供了使用者可配置的安全性原則。
   通過讓使用者使用RFC931協議、Kerberos、和DCE認證等策略，系統保證了遠方的任務來自授權的使用者。
   
3. 每一個叢集都是一個自治的系統。
   每個叢集中的主控機的設定檔中記錄了如下資訊：如允許在多個叢集系統之間傳輸的任務的數量與類型，允許在多個叢集之間共用資源的使用者名稱。
   
4. 提供非共用的使用者帳號和檔案系統。
   當任務在多個叢集之間進行傳輸時，使用者的帳號可以根據設定檔進行映射。為了支援異構的系統，lsf通過在任務執行前後將檔案在叢集系統之間傳遞來提供對非共用的檔案系統的支援。
   
5. 良好的可擴充性。
   在單一的叢集系統中通過主控機進行管理，所有的配置資訊都在主控機上，多個叢集系統之間資訊的傳遞主要是與主控機有關，而與叢集中的其它主機無關。因此lsf的叢集能非常容易地擴充到成百甚至上千台。
   
6. lsf系統支援多種作業系統平台。
   如主要的UNIX平台：Sun Solaris、 HP-UX、 IBM AIX、 Digital UNIX/Compaq Tru64 UNIX、SGI IRIX以及 Red hat Linux、 Windows NT、Windows 2000等。
   

TurboCluster是一個企業級的叢集方案，它允許在多個電腦上構建高可用的、可擴充的網路。它支援Intel和Alpha晶片，支援Linux 、Windows NT 和Solaris作業系統平台。使用TurboCluster系統可以顯著地提高基於TCP/IP協議的多種網路服務的服務品質，這些服務包括Web、 Mail、News和Ftp等。TurboCluster具有良好的可用性、可擴充性和可管理性，叢集內部的實際伺服器的數量可以擴充到無限台。 TurboCluster是一種基於軟體的叢集系統解決方案，它還能夠支援異構的網路環境。它的結構2-1所示。

當客戶向叢集系統發送一個請求時，該請求首先到達進階流量管理員，進階流量管理員通過一定的調度策略將此請求轉寄到叢集中的某一台實際伺服器上對此請求進行處理，最終的回應請求將直接發送給客戶。由於最終的回應請求沒有通過進階瀏覽管理器而是直接發送給客戶，這樣大大減輕了進階瀏覽管理器上的負載，從而降低了瓶頸產生的可能。TurboCluster中採用的調度策略有：輪迴(Round Robin)、加權輪迴(Weighted Round Robin)、最少串連(Least Connection)。為了減少進階流量管理員產生失效的可能，TurboCluster為進階流量管理員準備了一個備份機。該備份機不斷詢問管理器來確認它正在正常工作，一旦發現主管理器已經失效，備份機將接替它繼續工作。

圖1 turbocluster結構圖

TurboCluster具有如下一些增強效能。

1. 通過heartbeat在備份機上監測流量管理員的運行狀態來提供更高的可用性。
   
2. 對不可預測的系統或應用程式的失效進行自動管理。
   
3. 提供動態Server Load Balancer，它能夠消除瓶頸並且處理峰值負載。
   
4. 進階流量管理員只轉寄已經授權的請求，通過在實際的應用程式伺服器的前端增加虛擬防火牆來提高網路的安全性。
   
5. TurboCluster對外只顯現出流量管理員的IP，而叢集系統中的實際伺服器的IP地址對外界而言是不可見的。
   
6. 當實際伺服器正在對外界提供服務時就可以對它進行維護工作。