集羣、分佈式、負載均衡

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集羣

計算機集羣通過一組鬆散集成的計算機軟件和/或硬件連接起來高度緊密地協作完成計算工作。集羣系統中的單個計算機通常稱爲節點。集羣計算機通常用來改進單個計算機的計算速度和可靠性

單個重負載的運算分擔到多臺節點設備上做並行處理,每個節點設備處理結束後,將結果彙總,返回給用戶,系統處理能力得到大幅度提高。

  • 高可用性集羣:當集羣中有某個節點失效的情況下,其上的任務會自動轉移到其他正常的節點上。
  • 負載均衡集羣:通過一個或者多個前端負載均衡器,將工作負載分發到後端的一組服務器上。
  • 高性能計算集羣:高性能計算集羣採用將計算任務分配到集羣的不同計算節點而提高計算能力,因而主要應用在科學計算領域。

分佈式

一個業務分拆成多個子業務,或者本身就是不同的業務,部署在不同的服務器上。

分佈式是以縮短單個任務的執行時間來提升效率的;分佈式的每一個節點,都完成不同的業務,一個節點垮了,那這個業務可能就失敗了。

 

負載均衡

負載均衡技術通過設置虛擬服務器IP(VIP),將後端多臺真實服務器的應用資源虛擬成一臺高性能的應用服務器,通過負載均衡算法,將用戶的請求轉發給後臺內網服務器,內網服務器將請求的響應返回給負載平衡器,負載平衡器再將響應發送到用戶。

  • 實現了一個簡單、擴展性強、可靠性高的應用解決方案,解決了單臺服務器處理性能不足,擴展性不夠,可靠性較低的問題。
  • 向互聯網用戶隱藏了內網結構,阻止了用戶直接訪問後臺(內網)服務器,使得服務器更加安全。
  • 阻止對核心網絡棧和運行在其它端口服務的攻擊。
  • 負載均衡設備會持續的對服務器上的應用狀態進行檢查,並自動對無效的應用服務器進行隔離。
  • TCP 連接複用(TCP Connection Reuse)

TCP連接複用技術通過將前端多個客戶的HTTP請求複用到後端與服務器建立的一個TCP連接上。這種技術能夠大大減小服務器的性能負載,減少與服務器之間新建TCP連接所帶來的延時,並最大限度的降低客戶端對後端服務器的併發連接數請求,減少服務器的資源佔用。

採用TCP連接複用技術後,客戶端(如:ClientA)與負載均衡設備之間進行三次握手併發送HTTP請求。負載均衡設備收到請求後,會檢測服務器是否存在空閒的長連接,如果不存在,服務器將建立一個新連接。當HTTP請求響應完成後,客戶端則與負載均衡設備協商關閉連接,而負載均衡則保持與服務器之間的這個連接。當有其它客戶端(如:ClientB)需要發送HTTP請求時,負載均衡設備會直接向與服務器之間保持的這個空閒連接發送HTTP請求,避免了由於新建TCP連接造成的延時和服務器資源耗費。

三大基本特徵

    負載均衡算法: 

  • 輪詢(RoundRobin):將請求順序循環地發到每個服務器。當其中某個服務器發生故障,AX就把其從順序循環隊列中拿出,不參加下一次的輪詢,直到其恢復正常。
  • 比率(Ratio):給每個服務器分配一個加權值爲比例,根椐這個比例,把用戶的請求分配到每個服務器。
  • 優先權(Priority):給所有服務器分組,給每個組定義優先權,將用戶的請求分配給優先級最高的服務器組。
  • 最少連接數(LeastConnection):AX會記錄當前每臺服務器或者服務端口上的連接數,新的連接將傳遞給連接數最少的服務器。
  • 最快響應時間(Fast Reponse time):新的連接傳遞給那些響應最快的服務器。
  • 哈希算法( hash): 將客戶端的源地址,端口進行哈希運算,根據運算的結果轉發給一臺服務器進行處理。
  • 基於數據包的內容分發:例如判斷HTTP的URL,如果URL中帶有.jpg的擴展名,就把數據包轉發到指定的服務器。

    健康檢查:

    健康檢查用於檢查服務器開放的各種服務的可用狀態。

  • Ping:屬於第三層的健康檢查,用於檢查服務器IP的連通性。
  • TCP/UDP:屬於第四層的健康檢查,用於檢查服務端口的UP/DOWN。
  • HTTP:創建一個HTTP健康檢查,Get一個頁面回來,並且檢查頁面內容是否包含一個指定的字符串,如果包含,則服務是UP的,如果不包含或者取不回頁面,就認爲該服務器的Web服務是不可用(DOWN)的。

    創建健康檢查時可以設定檢查的間隔時間和嘗試次數,例如設定間隔時間爲5秒,嘗試次數爲3,那麼負載均衡設備每隔5秒發起一次健康檢查,如果檢查失敗,則嘗試3次,如果3次都檢查失敗,則把該服務標記爲DOWN,然後服務器仍然會每隔5秒對DOWN的服務器進行檢查,當某個時刻發現該服務器健康檢查又成功了,則把該服務器重新標記爲UP。

    會話保持:

    根據業務自行解決。

 

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