简单易懂的流行服务器群集技术解析 (流行服务器群集技术)
在当今信息技术快速发展的时代，服务器群集（Server Cluster）技术已经成为了许多企业或组织的标配，尤其是那些需要高性能、高可靠性、高安全性的应用系统。但对于初学者或者是传统IT领域的从业者来说，这个词汇可能依然显得陌生而神秘。那么，什么是服务器群集技术？具体有哪些优势和应用场景？本文将从简单易懂、实用性的角度为读者一一介绍。
定义
服务器群集技术（Server Cluster Technology）是指将多台服务器组成一个集群，通过互联网或内部网络协同处理计算任务和负载，达到高性能、高可靠性和高可扩展性的目的。集群中的每个服务器都有着相同的系统和应用软件，他们之间相互通信协调，并且如果某台服务器负荷过大或出现故障，那么集群中的其他服务器会自动接手其角色，保证服务的连续性。
优势
1.性能提升：结合多个服务器的计算能力，可以达到更高的运算速度和响应能力，满足大量并发用户的需求。
2.高可靠性：采用服务器群集技术可以增加系统的冗余度，保证系统在出现单点故障时的可靠性和系统的稳定性。
3.高可扩展性：通过增加服务器数量，可以提高集群的处理能力和负载能力，从而满足业务的不断扩张。
4.易维护：服务器群集可以实现负载均衡，使各服务器的负载达到平衡状态，而且对于群集中的某个节点进行维护操作不会造成系统崩溃，从而保证服务的可用性。
应用场景
1.大规模网站：对于像淘宝、天猫、百度这样的大型电商或搜索引擎网站，它们需要面对海量的用户访问，数据的存储和处理，以及高并发的请求处理。这时，服务器群集可以在增加系统的可靠性和性能的同时，保证在线业务的平稳运行。
2.金融交易系统：金融系统的安全性和稳定性是最为重要的，一旦出现故障会导致严重的后果。因此，服务器群集技术可以有效减少单点故障风险，保证金融交易系统的正常运行和数据安全。
3.大数据应用：对于像阿里云、百度云这样的互联网大数据服务，需要对海量数据进行存储和分析，而这样的计算任务需要高性能、高可靠性、高安全性的服务器集群，以保证大数据分布式计算的高效完成。
4.电信运营商：电信运营商需要面临海量的用户信息传输和处理，而且必须保持高可靠性和高稳定性，采用服务器群集技术可以实现系统的高可用性，满足电信运营商的高效运营。
服务器群集技术的应用范围非常广泛，但要想将其应用在实际网络系统中，需要对其具体原理和方法有透彻的理解和实际操作经验。服务器群集技术可以提高系统的性能和稳定性，从而提高企业和组织的运营效率和服务质量，是IT领域不可缺少的一种技术手段。
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主流应用的服务器容错技术有三类，它们分别是：服务器群集技术、双机热备份技术和单机容错技术。它们各自所对应的容错级别是从低到高的，也就是说服务器群逗弯册集技术容错级别更低，而单机容错技术级别更高。由此可知它们各自应用的行业容错级别需求也是从低到高的。本文主要介绍后两种容错技术，先来看一下双机热备份容错技术。双机热备份技术是一种软硬件结合的较高容错应用方案。该方案是由两台服务器系统和一个外接共享磁盘阵列柜（也可没有，而是在各自的服务器中采取RAID卡）及相应的双机热备份软件组成。
在这个容错方案中，操作系统和应用程序安装在两台服务器的本地系统盘上，整个网络系统的数据是通过磁盘阵列集中管理和数据备份的。数据集中管理是通过双机热备份系统，将所有站点的数据直接从中央存储设备读取和存储，并由专业人员进行管理，极大地保护了数据的安全性和保密性。用户的数据存放在外接共享磁盘阵列中，在一台服务器出现故障时，备机主动替代主机工作，保证网络服务不间断。
双机热备份系统采用“心跳”方法保证主系统与备用系统的联系。所谓“心跳”，指的是主从系统之间相互按照一定的时间间隔发送通讯信号，表明各自系统当前的运行状态。一旦“心跳”信号表明主机系统发生故障，或者备用系统无法收到主机系统的“心跳”信号，则系统的高可用性管理软件认为主机系统发生故障，主机停止工作，并将系统资源转移到备用系统上，备用系统将替代主机发挥作用，以保证网络服务运行不间断。
双机热备份方案中，根据两台服务器的工作方式可以有三种不同的工作模式，即：双机热备模式、双机互备模式和双机双工模式。下面分别予以简单介绍。
双机热备模式即通常所说的active/standby方式，active服务器处于工作状态；而standby服务器处于监控准备状态，服务器数据包括数据库数据同时往两台或多台服务器写入（通常各服务器采用RAID磁盘阵列卡），保证数山宏据的即时同步。当active服务器出现故障的时候，通过软件诊测或手工方式将standby机器激活，保证应用在短时间内完全恢复正常使用。典型应用在证券资金服务器或行情服务器，这是采用较多的一种模式，但由于另外一台服务器长期处于后备的状态，从计算资源方面考量，就存在一闹州定的浪费。从上面的分析我们知道，双机热备份技术所采用的是两台配置完全一样的服务器系统，其实服务器群集方案中的容错技术也是一种多服务器容错技术。而本节所要介绍的单机容错技术则是在一台服务器实现高性能容错的，它的容错能力要远比服务器群集和双机热备份中容错能力要高，所以更加适合那些如证券、电信、金融、医疗等对容错能力特别苛刻的行业。
以往的集群系统在出现故障的情况下，需要中断服务器的运行，然后用一定的时间切换至备用的服务器上面进行运行，才能进行维修和恢复，这其中所付出的成本和带来的损失是用户最不愿意看到的。具有容错技术的容错服务器，更大的优势就在于它能够自动分离故障模块，在不中断运行的情况下，进行模块调换，对损坏的部件进行维护，并且在一切物理故障消除后，系统会自动重新同步运行，从而有效的解决了客户的后顾之忧。正因如此，具有容错技术的容错服务器，正在冲击前几年兴起的双机热备份和集群技术，越来越被人们所关注。同时，更为难得的是它可以在采用符合工业标准部件的服务器中实现（IA架构服务器），极具竞争力的成本优势，更使得容错服务器令人刮目相看。
容错服务器是通过CPU时钟锁频，通过对系统中所有硬件的备份，包括CPU、内存和I/O总线等的冗余备份；通过系统内所有冗余部件的同步运行，实现真正意义上的容错。系统任何部件的故障都不会造成系统停顿和数据丢失。很多容错系统是基于IA架构的服务器，与Windows2023完全兼容，实现以前只有在RISC系统上才能实现的容错。这种容错技术在IA服务器上的实现，将IA服务器的可靠性提高到了99.999%，同时服务器的运行是不间断的。
双机热备份和容错服务器的定位稍微有些不同，这是由两者实现的可用性差别决定的。双机热备份一般可以实现99.9%的可用性，容错服务器却可以实现99.999%的可用性。这样，双机热备份大多应用在业务连续性不是很严格的行业，比如说公安系统、部队系统或者个别的制造企业，这些行业的应用允许数据有一小段时间的中断。而如电信、金融、证券和医疗等要求高的行业则是容错服务器的天下。还要注意的一点是双机热备份与服务器群集并不一样，双机热备份通常要求两对路服务器的配置完全一样，而服务器群集则没有这方面的严格要求，这也是许多读者容易混淆的。
另外，双机热备份方式由于需要至少2台服务器，导致在软件采购（操作系统、中间件、双机备份软件等）、软件维护升级、系统硬件升级都需要比单机容错方式多1倍的额外投入，而且在双机备份软件出现故障后，其维修的难度较高，对客户会带来较大困难。因此虽然单机容错服务器的硬件成本高于双机备份方式的硬件投入，而其总成本（TCO）却远远低于双机备份方式的成本。但是就其灵活配置方面，双机热备份方案更具优势，许多热备份方案都是由一些系统集成商组合不同厂家服务器产品进行的，可以满足不同客户需求。但总体来说，容错服务器是未来发展的趋势。
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