集羣和負載均衡的概念

集羣和負載均衡的概念  
　　集羣(Cluster)
　　所謂集羣是指一組獨立的計算機系統構成的一個鬆耦合的多處理器系統，它們之間通過網絡實現進程間的通信。應用程序可以通過網絡共享內存進行消息傳送，實現分佈式計算機。  
　　負載均衡(Load Balance)
　　網絡的負載均衡是一種動態均衡技術，通過一些工具實時地分析數據包，掌握網絡中的數據流量狀況，把任務合理均衡地分配出去。這種技術基於現有網絡結構，提供了一種擴展服務器帶寬和增加服務器吞吐量的廉價有效的方法，加強了網絡數據處理能力，提高了網絡的靈活性和可用性。
　　特點
　　（1）高可靠性（HA）。利用集羣管理軟件，當主服務器故障時，備份服務器能夠自動接管主服務器的工作，並及時切換過去，以實現對用戶的不間斷服務。  
　　（2）高性能計算（HP）。即充分利用集羣中的每一臺計算機的資源，實現複雜運算的並行處理，通常用於科學計算領域，比如基因分析、化學分析等。  
　　（3）負載平衡。即把負載壓力根據某種算法合理分配到集羣中的每一臺計算機上，以減輕主服務器的壓力，降低對主服務器的硬件和軟件要求。  
　　LVS系統結構與特點  
　　1. Linux Virtual Server：簡稱LVS。是由中國一個Linux程序員章文嵩博士發起和領導的，基於Linux系統的服務器集羣解決方案，其實現目標是創建一個具有良好的擴展性、高可靠性、高性能和高可用性的體系。許多商業的集羣產品，比如RedHat的Piranha、Turbo Linux公司的Turbo Cluster等，都是基於LVS的核心代碼的。
　　2. 體系結構：使用LVS架設的服務器集羣系統從體系結構上看是透明的，最終用戶只感覺到一個虛擬服務器。物理服務器之間可以通過高速的LAN或分佈在各地的WAN相連。最前端是負載均衡器，它負責將各種服務請求分發給後面的物理服務器，讓整個集羣表現得像一個服務於同一IP地址的虛擬服務器。  
　　3. LVS的三種模式工作原理和優缺點：　Linux Virtual Server主要是在負載均衡器上實現的，負載均衡器是一臺加了LVS Patch的2．2．x版內核的Linux系統。LVS Patch可以通過重新編譯內核的方法加入內核，也可以當作一個動態的模塊插入現在的內核中。  
　　負載均衡器可以運行在以下三種模式下：  
　　（1）Virtual Server via NAT（VS-NAT）：用地址翻譯實現虛擬服務器。地址轉換器有能被外界訪問到的合法IP地址，它修改來自專有網絡的流出包的地址。外界看起來包是來自地址轉換器本身，當外界包送到轉換器時，它能判斷出應該將包送到內部網的哪個節點。優點是節省IP地址，能對內部進行僞裝；缺點是效率低，因爲返回給請求方的流量經過轉換器。  
　　（2）Virtual Server via IP Tunneling （VS-TUN）：用IP隧道技術實現虛擬服務器。這種方式是在集羣的節點不在同一個網段時可用的轉發機制，是將IP包封裝在其他網絡流量中的方法。爲了安全的考慮，應該使用隧道技術中的VPN，也可使用租用專線。 集羣所能提供的服務是基於TCP/IP的Web服務、Mail服務、News服務、DNS服務、Proxy服務器等等．  
　　（3）Virtual Server via Direct Routing（VS-DR）：用直接路由技術實現虛擬服務器。當參與集羣的計算機和作爲控制管理的計算機在同一個網段時可以用此法，控制管理的計算機接收到請求包時直接送到參與集羣的節點。優點是返回給客戶的流量不經過控制主機，速度快開銷少。