一、什麼是集羣？
集羣（Cluster）是由兩臺或多臺節點機（服務器）構成的一種鬆散耦合的計算節點集合，爲用戶提
供網絡服務或應用程序(包括數據庫、Web服務和文件服務等)的單一客戶視圖，同時提供接近容錯機的故
障恢復能力。集羣系統一般通過兩臺或多臺節點服務器系統通過相應的硬件及軟件互連，每個羣集節點都
是運行其自己進程的獨立服務器。這些進程可以彼此通信，對網絡客戶機來說就像是形成了一個單一系統，
協同起來向用戶提供應用程序、系統資源和數據。除了作爲單一系統提供服務，集羣系統還具有恢復服務
器級故障的能力。集羣系統還可通過在集羣中繼續增加服務器的方式，從內部增加服務器的處理能力，並
通過系統級的冗餘提供固有的可靠性和可用性。
二、集羣的分類：
1、高性能計算科學集羣：
以解決複雜的科學計算問題爲目的的IA集羣系統。是並行計算的基礎，它可以不使用專門的由十至
上萬個獨立處理器組成的並行超級計算機，而是採用通過高速連接來鏈接的一組1/2/4 CPU的IA服務器，
並且在公共消息傳遞層上進行通信以運行並行應用程序。這樣的計算集羣，其處理能力與真正超級並行
機相等，並且具有優良的性價比。
2、負載均衡集羣：
負載均衡集羣爲企業需求提供更實用的系統。該系統使各節點的負載流量可以在服務器集羣中儘可
能平均合理地分攤處理。該負載需要均衡計算的應用程序處理端口負載或網絡流量負載。這樣的系統非
常適合於運行同一組應用程序的大量用戶。每個節點都可以處理一部分負載，並且可以在節點之間動態
分配負載，以實現平衡。對於網絡流量也如此。通常，網絡服務器應用程序接受了大量入網流量，無法
迅速處理，這就需要將流量發送給在其它節點。負載均衡算法還可以根據每個節點不同的可用資源或網
絡的特殊環境來進行優化。
3、高可用性集羣：
爲保證集羣整體服務的高可用，考慮計算硬件和軟件的容錯性。如果高可用性羣集中的某個節點發
生了故障，那麼將由另外的節點代替它。整個系統環境對於用戶是一致的。
實際應用的集羣系統中，這三種基本類型經常會發生混合與交雜。
三、典型集羣：
科學計算集羣：
1、Beowulf
當談到 Linux 集羣時，許多人的第一反映是 Beowulf。那是最著名的 Linux
科學軟件集羣系統。實際上，它是一組適用於在 Linux 內核上運行的公共軟件包的通稱。其中包括
流行的軟件消息傳遞 API，如“消息傳送接口”(MPI) 或“並行虛擬機”
(PVM)，對 Linux 內核的修改，以允許結合幾個以太網接口、高性能網絡驅動器，對虛擬內存管理器
的更改，以及分佈式進程間通信 (DIPC) 服務。公共全局進程標識空間允許使用 DIPC 機制從任何節
點訪問任何進程。
2、MOSIX
Beowulf類似於給系統安裝的一個支持集羣的外掛軟件，提供了應用級的集羣能力。而MOSIX是徹底修
改Linux的內核，從系統級提供了集羣能力，它對應用而言是完全透明的，原有的應用程序，可以不經改
動，就能正常運行在MOSIX系統之上。集羣中的任何節點都可以自由地加入和移除，來接替其它節點的工
作，或是擴充系統。MOSIX 使用自適應進程負載均衡和內存引導算法使整體性能最大化。應用程序進
程可以在節點之間實現遷移，以利用最好的資源，這類似於對稱多處理器系統可以在各個處理器之間切換
應用程序。由於MOSIX通過修改內核來實現集羣功能，所以存在兼容性問題，部分系統級應用程序將無法
正常運行。
負載均衡/高可用性集羣
3、LVS（Linux Virtual Server）
這是一個由國人主持的項目。
它是一個負載均衡/高可用性集羣，主要針對大業務量的網絡應用（如新聞服務、網上銀行、電子商務等）。
LVS是建立在一個主控服務器(通常爲雙機)（director）及若干真實服務器（real-server）所組成
的集羣之上。real-server負責實際提供服務，主控服務器根據指定的調度算法對real-server進
行控制。而集羣的結構對於用戶來說是透明的，客戶端只與單個的IP（集羣系統的虛擬IP）進行通信，
也就是說從客戶端的視角來看，這裏只存在單個服務器。
Real-server可以提供衆多服務，如ftp, http, dns, telnet, nntp, smtp 等。主控服務器負責對Real-Server進
行控制。客戶端在向LVS發出服務請求時，Director會通過特定的調度算法來指定由某個Real-Server
來應答請求，而客戶端只與Load Balancer的IP（即虛擬IP，VIP）進行通信。
其他集羣：
現在集羣系統可謂五花八門，絕大部分的OS開發商，服務器開發商都提供了系統級的集羣產品，最典型的
是各類雙機系統，還有各類科研院校提供的集羣系統。以及各類軟件開發商提供的應用級別的集羣系統，如
數據庫集羣，Application Server 集羣，Web Server集羣，郵件集羣等等。
