服务器集群是什么

服务器集群指的是多个服务器的聚合来执行相同的服务，在客户端看来就好像只有一个服务器。集群可以使用多台计算机进行并行计算，实现高计算速度，也可以使用多台计算机进行备份，使任何一台机器仍然可以正常运行。

服务器集群指的是多个服务器的聚合来执行相同的服务，在客户端看来就好像只有一个服务器。集群可以使用多台计算机进行并行计算，实现高计算速度，也可以使用多台计算机进行备份，使任何一台机器仍然可以正常运行。

服务器集群介绍

一旦群集服务在服务器上安装并运行，服务器就可以加入群集。集群操作可以减少单点故障的数量，实现集群资源的高可用性。以下部分简要描述了集群创建和集群操作中的节点行为。

注意:有关安装群集服务器的信息，请参阅Windows server 2003产品系列的“帮助和部署指南”。

Windows Server 2003的企业版和数据中心版可以支持多达8个节点的群集配置。其典型特征是可以为数据库、消息系统、文件和打印服务等关键业务应用提供高可用性和可扩展性，并与集群中的多个服务器(节点)保持不间断的联系。也就是说，如果集群中的一个节点不可用于错误或维护，另一个节点将立即提供服务以实现容错。正在访问该服务的用户可以继续访问它，而不会意识到该服务已经由另一个服务器(节点)提供。

创建集群

服务器集群产品中包括用于安装集群软件和在服务器上创建新集群的集群安装实用程序。创建新群集时，首先在被选为群集第一个成员的计算机上运行该实用程序。第一步是确定集群名称，创建集群数据库和集群成员的初始列表，以定义新的集群。Windows server 2003群集添加了一个群集管理安装向导，以及使用cluster.exe命令行界面创建群集(包括远程创建)的能力。

创建集群的第二步是添加一个可供所有集群成员使用的通用数据存储设备。通过这种方式，将创建一个新的集群，该集群具有一个节点、它自己的本地数据存储设备和集群公共资源(通常是磁盘或数据存储和连接介质资源)。

创建群集的最后一步是在将成为群集成员的每台其他计算机上运行安装实用程序。每当向群集添加新节点时，新节点都会自动从群集的原始成员处获取现有群集数据库的副本。当节点加入或形成群集时，群集服务会更新节点配置数据库的私有副本。

形成集群

如果服务器运行集群服务，并且在集群中找不到其他节点，它可以自己形成一个集群。为了形成群集，节点必须能够获得仲裁资源的独占权限。

当集群最初形成时，集群中的第一个节点将包括集群配置数据库。每当新节点加入群集时，新节点都会在本地获得并维护群集配置数据库的副本。仲裁资源以恢复日志的形式存储配置数据库的最新版本，其中包含独立于节点的群集配置和状态数据。

在群集操作期间，群集服务使用仲裁恢复日志来执行以下操作:

确保只有一组可以相互通信的活动节点才能形成群集

只有当一个节点能够获得对仲裁资源的控制时，它才被允许形成集群

只有当一个节点能够与控制仲裁资源的节点通信时，它才被允许加入或留在现有集群中

群集服务的状态

从集群中的其他节点和集群服务管理接口的角度来看，当形成集群时，集群中的每个节点可能处于三种不同状态之一。事件处理程序记录这些状态，事件日志管理器将它们复制到集群的其他节点。集群服务状态包括:

离线。此时的节点不是完全有效的群集成员。该节点及其群集服务器可能正在运行，也可能没有运行。

在线。此时的节点是完全有效的集群成员。它跟随集群数据库的更新，对仲裁算法施加自己的影响，维持心跳通信，可以拥有和运行资源组。

暂停。它只能支持它当前拥有的那些资源组。提供暂停状态以允许执行一些维护。大多数服务器集群组件将联机和暂停视为等效状态。

优势

1.集群系统可以解决所有服务器硬件故障。当服务器出现任何故障时，如硬盘、内存、CPU、主板、I/O板和电源故障，该服务器上运行的应用程序将切换到其他服务器。

第二，集群系统可以解决软件系统的问题。我们知道，在计算机系统中，用户使用应用程序和数据，而应用系统运行在操作系统上，操作系统运行在服务器上。这样，只要应用系统、操作系统和服务器中的任何一个出现故障，系统实际上就停止了向客户端提供服务。比如我们常见的软件崩溃，就是其中的一种情况，虽然服务器硬件完好无损，但是服务器仍然不能为客户端提供服务。集群最大的优点是对故障服务器的监控是基于应用的，也就是说只要服务器的应用停止运行，其他相关的服务器就会接管应用，而不管应用停止运行的原因是什么。

第三，集群系统可以解决应用系统因人为错误而停止工作的问题。例如，当管理员不正确地操作服务器时，服务器停止，因此在服务器上运行的应用系统停止运行。因为集群监控应用程序，所以其他相关服务器将接管应用程序。

劣势

我们知道集群中的应用程序只在一台服务器上运行。如果此应用程序失败，其他一些服务器将重新启动此应用程序，并接管位于共享磁盘机柜上的数据区，以便应用程序可以再次正常运行。我们知道整个应用程序的接管过程一般需要三个步骤:检测并确认故障、备份服务器重启应用程序、接管共享数据区。所以切换需要一定的时间。原则上，切换时间会根据应用的大小而不同，应用越大，切换时间越长。

加入集群

寻找

如果服务器想要加入现有群集，它必须运行群集服务，并且必须成功找到群集中的其他节点。找到其他节点后，加入的服务器必须接受群集成员身份验证，并获得群集配置数据库的副本。

情况

当Windows服务器2003或Windows 2000服务控制管理器在节点上启动群集服务时，加入现有群集开始。在启动期间，群集服务配置并装载节点的本地数据设备。它不会尝试将共享群集数据设备作为节点联机，因为现有群集可能正在使用这些设备。

过程

为了找到其他节点，启动了一个发现过程。当节点发现任何集群成员时，它会执行身份验证序列。第一个集群成员对新成员进行身份验证，并在新服务器成功通过身份验证后返回成功状态。如果身份验证不成功(无法识别要加入的节点的群集成员身份，或者它使用了无效的帐户密码)，加入群集的请求将被拒绝。

确认

身份验证成功后，联机的群集节点首先检查加入节点上的配置数据库副本。如果副本过期，验证加入服务器的群集节点将为加入服务器发送数据库的更新副本。收到复制的数据库后，刚刚加入集群的节点可以使用它来查找共享资源，并根据需要使它们联机。

集群外

当节点关闭或群集服务停止时，该节点可能会离开群集。但是，当一个节点不执行群集操作时(如不向群集配置数据库提交更新)，该节点也可能被迫离开群集。

如果一个节点根据预先计划的时间表离开集群，它会向所有其他节点成员发送集群退出消息，通知他们它将离开集群。无需等待任何响应，节点会立即关闭资源和所有集群连接。由于其余节点收到了退出消息，因此当节点意外失败或网络通信停止时，它们不会执行重新分组过程来重新建立集群成员关系。

方法

有两种常用的服务器集群方法。一种是将备份服务器连接到主服务器。当主服务器出现故障时，备份服务器将投入运行，接管主服务器上的所有任务。另一种方法是连接多个服务器，这些服务器共享同一个应用程序和数据库计算任务，以提高关键大规模应用程序的响应时间。同时，每台服务器还承担一些容错任务。一旦某台服务器出现故障，系统可以在系统软件的支持下，将该服务器与系统隔离，通过每台服务器的负载转移机制完成新的负载分配。两台服务器的集群在PC服务器中很常见，UNIX系统可以支持八台服务器的集群系统，而康柏的专用系统OpenVMS可以支持多达96台服务器的集群系统。

集群特征

在集群系统中，所有计算机都有一个共同的名称，所有网络客户都可以使用集群中任何系统上运行的服务。集群必须能够协调和管理独立组件的错误和故障，并透明地向集群添加组件。用户的公共数据放在共享磁盘柜中，应用程序安装在所有服务器上，即集群上运行的应用程序需要在所有服务器上安装一次。当集群系统正常运行时，应用程序只在一台服务器上运行，只有这台服务器可以操作共享磁盘柜上应用程序的数据区。对于其他服务器监控服务器，只要该服务器上的应用停止运行(无论是硬件损坏、操作系统崩溃、应用软件故障还是人为误操作导致的应用停止运行)，其他服务器就会接管该服务器上运行的应用以及共享磁盘柜上对应的数据区。接管过程如下图所示(以应用程序a为例):

1.当应用程序a正常工作时；

2.应用A停止工作后，其他备用服务器接管应用。具体接管过程分为三个部分:a .系统接管b .加载应用c .客户端连接