学文网摘要：本文主要阐述服务器集群取代高档服务器的性能、管理和成本优势，介绍服务器集群技术各类型的概念和特点，总结现状，提出建议。
关键词：服务器 集群 服务器集群 负载均衡
1 概述
随着互联网及电子商务的迅速发展，计算机系统对服务器可伸缩性和高可用性的要求变得越来越高。这种需求的增加让人们已经无法支付高端服务器昂贵费用。服务器集群技术的发展为社会的需求提供了新的选择。它指的是将很多服务器集中起来一起进行同一种服务。可以利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，也可以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机器坏了整个系统还是能正常运行。不仅价格低廉，易于使用和维护，而且采用集群技术可以构造超级计算机，其超强的处理能力可以取代价格昂贵的中大型机，为行业的高端应用开辟了新的方向。
2 服务器集群概念及优点
服务器集群是把多台服务器通过快速通信链路连接起来，从外部看来，这些服务器就像一台服务器在工作，而对内来说，外面来的负载通过一定的机制动态地分配到这些节点机中去，从而达到超级服务器才有的高性能、高可用。它具有如下优点：①高可伸缩性：可伸缩性是对集群系统处理能力的设计指标。高可伸缩性在系统扩展成长过程中，能够保证系统旺盛的生命力，通过很少的改动甚至只是硬件设备的添置，就能实现高吞吐量和低延迟高性能。②高可用性：系统自动完成日常维护操作（计划）和突发的系统崩溃（非计划）问题的能力。通过把故障服务器上的应用程序转移到备份服务器上运行，尽量缩短服务器和应用程序的停机时间，以提高系统和应用的可用性。③高可管理性：集群系统可以智能的帮助系统管理员发现问题、解决问题；并且系统管理员可以从远程管理一个、甚至一组集群，就好像在单机系统中一样。
3 服务器集群与管理
集群系统必须包含系统和网络管理两方面。因为服务器集群是一项复杂的技术，常常会引入许多人为的错误，所以它必须具有网络资源管理和系统监测管理，必不可少还有简化管理过程的工具。仅仅把集群视为单一系统或把它视为分立的服务器，它就不能胜任集群管理工作。如果管理系统不具备必需的监测及管理能力，那么该集群是在重要的应用环境无法使用的。
4 服务器集群与成本
因为系统级的冗余并不是所有的服务器都需要采用。所以我们需要将系统发生故障所造成的损失和购买及管理一个集群系统的费用进行对比，从中找出一个较好的选择。
5 服务器集群的类别
集群技术的分类有很多种，市场产品也层出不穷，没有一个标准的定义，这里主要分为三种类型。
5.1 高可用性集群 高可用性的集群系统中，每一个服务器都要有冗余备份，其中最重要的数据要有冗余保护，当集群中的某台服务器发生故障时，集群软件就会迅速做出反应，备份服务器将自动接管故障服务器的工作。由于计算机系统内部可能存在兼容问题，所以高可用性集群主要是尽可能的提高集群的整体服务可用性。高可用性集群系统各服务器节点之间互相监视和通信，当主节点发生了故障时，次节点迅速代替主节点。这是因为次节点通常是主节点的镜像，所以它可以完全接管主节点身份。
高可用性集群致力于尽可能加快服务器系统的运行和响应速度，通常运行冗余节点和服务，使多个服务器进行相互跟踪。如果某个节点出现故障，它的替补节点将在极短时间内接管它的工作。
5.2 负载均衡集群 负载均衡集群也被称为服务器群，它和高可用性集群使用类似的技术。一般用于WEB服务器、服务器，运行时一般通过一个或者多个前端负载均衡器将工作负载分发到后端的一组服务器上，从而达到整个系统的高性能和高可用性。它还可以根据可用资源的特殊环境进行优化。
5.3 高性能计算集群 高性能计算集群是采用集群技术来研究高性能计算，致力于开发超级计算机，研究并行算法和开发相关软件。主要研究诸如天气预报、地形分析和生物制药等大规模科学问题及存储、处理海量数据。现有的高性能计算集群有高吞吐计算和分布计算。在高可用性、负载均衡和高性能计算三种基本集群类型之间，经常会发生混合和杂交。高可用性集群既可以保持本身的高可用性程度，也可以实现均衡用户负载。所以从这个意义上讲，集群分类只是一个相对的概念，而不是绝对的。
6 结束语
现有服务器集群系统利用集群软件将若干服务器连接成一个整体，形成一个堪比大中型超级计算机的计算机系统，大幅度降低了使用者购买高档服务器的昂贵费用和维护管理费用，从而很好地满足了用户花钱少作用大的需求。然而在这个信息层出不穷，信息量需求不断增加的时代，上述服务器集群技术将仍然无法满足将来的大数据需求。虽然他们降低了服务器使用成本，却没有大幅度提高存储量，只是局限于服务器的配置。
我们可以基于开源的Linux系统，把云计算架构运用于服务器集群，将服务器有限的物理配置虚拟、云化，减少服务器的数量，增加存储量，从而大幅度提高服务器效率。
参考文献：
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[2]章文篙.《可伸缩网络服务的研究与实现》.
[3]朱建新.《趋于云计算的虚拟服务器集群》.
[4]胡晓***.《Linux服务器集群系统的研究和应用》.
[5]沐士光.《Red Hat Enterprise Linux基础与应用服务器配置》，中国铁道出版社.
通讯作者：
沐士光（玉溪师范学院信息技术工程学院）。