1、集群(Cluster)
所谓集群是指一组独立的计算机系统构成的一个松耦合的多处理器系统,它们之间通过网络实现进程间的通信应用程序可以通过网络共享内存进行消息传送,实现分布式计算机
2、负载均衡(Load Balance)
网络的负载均衡是一种动态均衡技术,通过一些工具实时地分析数据包,掌握网络中的数据流量状况,把任务合理均衡地分配出去这种技术基于现有网络结构,提供了一种扩展服务器带宽和增加服务器吞吐量的廉价有效的方法,加强了网络数据处理能力,提高了网络的灵活性和可用性
3、特点
(1)高可靠性(HA)利用集群管理软件,当主服务器故障时,备份服务器能够自动接管主服务器的工作,并及时切换过去,以实现对用户的不间断服务
(2)高性能计算(HP)即充分利用集群中的每一台计算机的资源,实现复杂运算的并行处理,通常用于科学计算领域,比如基因分析化学分析等
(3)负载平衡即把负载压力根据某种算法合理分配到集群中的每一台计算机上,以减轻主服务器的压力,降低对主服务器的硬件和软件要求
LVS系统结构与特点
1 Linux Virtual Server:简称LVS是由中国一个Linux程序员章文嵩博士发起和领导的,基于Linux系统的服务器集群解决方案,其实现目标是创建一个具有良好的扩展性高可靠性高性能和高可用性的体系许多商业的集群产品,比如RedHat的Piranha Turbo Linux公司的Turbo Cluster等,都是基于LVS的核心代码的
2 体系结构:使用LVS架设的服务器集群系统从体系结构上看是透明的,最终用户只感觉到一个虚拟服务器物理服务器之间可以通过高速的 LAN或分布在各地的WAN相连最前端是负载均衡器,它负责将各种服务请求分发给后面的物理服务器,让整个集群表现得像一个服务于同一IP地址的虚拟服务器
3 LVS的三种模式工作原理和优缺点: Linux Virtual Server主要是在负载均衡器上实现的,负载均衡器是一台加了 LVS Patch的22x版内核的Linux系统LVS Patch可以通过重新编译内核的方法加入内核,也可以当作一个动态的模块插入现在的内核中
本质上集群部署并没有提高性能,性能看起来提高只是附加属性。
集群的主要目的有两个:
避免单点问题
扩容
单点问题
假设没有集群部署,那么就是说只有一台Server对外提供服务,如果这个Server挂掉了,那么所有的客户端就没办法访问了。
如果进行了集群部署,假设两台,通过IPhash的方式进行负载均衡,那么当其中一台Server挂掉了,那么只有大概一半的客户端受到影响(如果所有客户端都恰巧hash到了挂掉的那个Server,那就没办法了)。
如果路由有故障转移机制,那么基本可以保证一台Server挂掉了,客户端没有影响。
扩容
再说扩容,一台Server能对外提供的最大负载是一定的。当客户端数量超过了Server的最大负载时,那么就可能导致Server挂掉,或者客户端响应缓慢甚至没有响应的问题。
通过集群部署,可以增加最大客户端数量。假设一台Server能同时支持1000个客户端访问,那两台Server理论就能支持2000个客户端同时访问。
性能
上面说了,集群部署并没有提高性能。集群只是多开通了通道。
举个例子,假如有个水池,原来一个水管向水池里注水,集群部署后就是多个水管向水池里注水。单个水管的速度并没有变化,但是流量变大了。
看起来性能提高的原因是,性能一般是通过TPS/QPS来定义的,也就是一秒内完成的请求数量。
集群后,因为流量大了,那么TPS肯定就高了。
但是,TPS/QPS计算的是系统的最大可运行负载。就是一个系统在这个负载下可以正常的长时间对外服务,超过了这个负载就可能导致响应变慢或没有响应、甚至导致服务器直接挂掉。而一般情况下都会做冗余,所以系统基本不会长时间运行在最大可运行负载下。
所以一般情况下集群对性能的影响有限,极端情况还可能降低性能。假设一台Server能支持1000个客户端,你部署了两台Server,而实际只有10个客户端进行访问,远达不到单台Server的负载,加上集群需要路由算法,可能性能上就比单台Server稍微慢了一点点。
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