撥開迷團 帶你認識伺服器叢集的概念

目前常見的 Cluster (叢集)架構有兩種，一種是 Web / Internet cluster system，這種架構主要是將資料放置在不同的主機上面，亦即由多部主機同時負責一項服務；而另外一種則是所謂的平行運算了！ 平行運算其實就是將同一個運算的工作，交給整個 Cluster 裡面的所有 CPU 來進行同步運算的一個功能。 由於使用到多個 CPU 的運算能力，所以可以加快運算的速度。 目前比較常見於平行運算功能的，通常需要在超級電腦上面才看的到，這些超級電腦主要是用在天文、軍事、物理等需要很精密的、大量的運算的工作中，而考慮到穩定性，則通常是用在 Unix 系統上面的硬體架構上。

同多數已經出現了很長時間的觀念一樣，伺服器叢集這個概念也隱藏在迷霧中。 但迷霧終究會散去，其概念會水落石出。

表面上，群集這個概念不難理解。 群集是把多個電腦聯接在一起，形成整體，因而可以更好地利用設備資源的一項新興技術。 InfiniCon Systems公司的市場部主管Ira Kramer稱："伺服器叢集通過多種群集體系結構中的一種，把多個物理伺服器聯接在一起，目的是在群集中分散式地工作。 該公司提供群集管理設備和服務。

該謎團仍是可以理解的。 當技術術語在工程師和市場行銷人員之間傳來傳去時，術語通常失去了原來的精確性。 目前，存在不少類似的和相關的概念，諸如光纖通道（fabric）, 網格（grid）, 擴散（pervasive ）和網眼計算（mesh computing）等，這些方法都可以提高計算效率。 儘管它們意味著不同的事情，這些詞語通常可以互換使用。

群集由通過輸入／輸出系統互聯的若干伺服器構成。 這些伺服器連接到存儲介質中，由分佈資源管理軟體(DRM) 進行管理。 其組成部分處在不斷的改進之中：刀片式伺服器，快速InfiniBand I/O技術和更為複雜的DRM軟體，這些部分組合在一起，使得群集成為IT經理們的公用程式。

Vision Solutions公司的高可用產品方案經理Reier Torgerson 說："群集無疑將成為主流技術，系統必須處於開機狀態的時間正在增加，我們知道：計畫中的和計畫外的停機時間必須越來越少。 "

不同的定義

不同的公司如何命名和使用這些術語存在差別，所以完全精確的定義是不存在的。 Sun公司注重于網格和群集的稱呼，該公司的高性能計算組的規劃經理Peter ffoulkes把群集定義為：局域化的電腦或者伺服器組。 網格是群集所在的矩陣。 網格可以跨地區存在。 例如，ffoulkes稱：Sun公司的網格就跨躍了加州，德州和麻省地區。 如果需要的話，該公司的DRM軟體可以把一個任務從一個群集發送給另外一個群集處理，而不是在本地運行這個任務。

惠普公司注重于網格概念的獨立性。 惠普的Linux群集程式經理Dan Cox稱："網格是鬆散聯繫起來的電腦的集合，具有相當大的分佈性和獨立性。 它並不完全精確地按照群集方式配置。 "

Veritas Software公司的市場部主管Marty Ward 稱：即便在目前的經濟低迷期過去之後，新經濟也正在改變其業務模式，這種模式越來越支援群集方式，IT部門正從成本中心轉為服務中心。

在服務中心模式中，IT部門為其他部門管理所用到的資源，在管理方法上需要更為靈活和更有效率。 這就要求有能夠拓展其現有資源的技術。 InfiniCon公司的CEO Chuck Foley稱： 據Sun公司的一項研究，群集可以把伺服器效率增加15％到80％。 Ward稱："要轉到能夠自動管理資源和體系結構的服務模式，已經有實現這個目標的技術了。 "雖然ffoulkes不熟悉Foley 所指的特定研究領域，他稱：這個資料看起來是合理的。

兩種群集

惠普公司的工業標準服務全球業務部主管Lee Johns稱："實際上，群集有兩種用法。 一種用法是提高特定應用程式或者服務的可用性，另一種是提高應用程式的性能。 這兩種用法有不同的要求。 "

Johns稱：群集中一個日益增長的需求領域是冗余，在一個基本的層面上，大家都不希望應用程式出現故障，隨著硬體成本的下降，安全保護方面的開銷變得越來越能夠承受。

群集的另外一項任務是為特定的應用程式或者問題提供強大的處理能力。 目標是：在給定的時間段處理更多的資訊或者同樣的資訊量在更短的時間內處理完畢。 在群集領域有兩種方法："Scaling out"指的是把給定應用程式的工作負載在伺服器之間分發，"Scaling up"指的是運行時能夠加強單一伺服器的計算能力。

ffoulkes稱：同時使用這兩種方法是可能的。 例如，一個汽車製造商可能想使用群集來解決快速設計複雜的新車問題。 同時，該汽車製造商可能也需要資料庫具有潛在的專案失敗保護機制，這樣當重要的截止日期快到時，高薪聘用的工程師們不至於閑著沒事。 這兩種群集操作將分別進行，ffoulkes稱："高可用性軟體同提高生產率的軟體完全不同。 "

技術創新者對群集對經濟的推動存在著爭議。 目的是給IT經理提供更為靈活地群集的能力。 以往，冗余群集是在伺服器間一對一配對的方是進行的。 新的軟體方法可以靈活改變備份主伺服器的比例。

NSI Software.公司的業務連續部主管Jason Buffington稱：這就使得企業在如何配置群集方面變得精明。 有了這個技術，原先的一對一的備份方式被打破，取代的是由企業按需進行冗余備份的新觀念。

Buffington說："比如，有100台伺服器，大家都同意其中的兩到三台是關鍵的，需要一直開機，另外8到10台可能對個別部分是關鍵的。 最大的誤解是對要用的伺服器都進行一對一冗余備份，這樣多數情形下是不值得的。 "

惠普的Cox也贊同這個觀點：IT經理們現在處於決策位置，他說："決策都應該根據應用程式的關鍵程度進行。 "

其他方面的進展

為系統提供額外的靈活性並不止于上面提到的這些革新。 Foley稱：伺服器刀片可以讓數百甚至數千伺服器位於一室，尤其適合於諸如群集這樣的光纖通道類型的方式。 另外，InfiniBand連接以10Gbps 的速度連接伺服器，遠比以往的介面快。 Cox 提到了Myrinet 和10 Gigabit乙太網以及其他先進的互連介面。 最後，諸如Oracle公司的9i RAC和IBM公司的DB2 EEE資料庫是設計用在光纖通道環境中的。 Foley說："最大的不同是：單個應用程式能夠跨越多個伺服器，並能在越來越大的伺服器級別中保持同步。 "

伺服器叢集在另外一種場合也變得更為靈活。 企業中遍佈的各種作業系統意味著群集之間要能協同工作。 Torgerson 說："我們所知道的是：出現了更多的跨平臺的或者多作業系統環境。 我們認為：下一個大趨勢是如何協同群集。 例如，一個OS 400的群集同微軟或Linux/Unix環境下的群集共存時，如何運行集成的或者分散式應用程式。 "

Cox稱：不同的作業系統的群集將分開，但將通過共用存儲介質聯繫在一起。

其他領域的發展仍在進行之中。 ffoulkes稱：網格最終將國際化。 這樣，一個在紐約發出的請求計算的操作可能在北京完成。 Veritas公司的Ward稱：Veritas公司正在研究自動探索技術，該技術可以自動識別和適當地重新配置群集中的伺服器。

Foley對群集的未來表示樂觀。 他說："在技術角度上看，我們更樂於用特定某台伺服器完成工作，但是把應用程式綁定到特定伺服器上，或者把資料庫綁定到指定的伺服器上，這種做法限制太大。 "