今天騰科小編為大家?guī)鞩T技術(shù)中常見的單機(jī)、集群、熱備、陣列的介紹，希望能對(duì)各位有所幫助。

單機(jī)部署（stand-alone）：只有一個(gè)飲水機(jī)提供服務(wù)，服務(wù)只部署一份。

實(shí)例：?jiǎn)螜C(jī)部署C/S架構(gòu)

一般C/S架構(gòu)中Client和Server是在不同的主機(jī)上的，如果都安裝在同一主機(jī)上，就叫單機(jī)部署，雖然表面看前臺(tái)程序和后臺(tái)服務(wù)都是同一臺(tái)電腦，但原理和本地程序不一樣，客戶端是通過TCP/IP協(xié)議與服務(wù)端通信的。

集群部署（cluster）：有多個(gè)飲水機(jī)同時(shí)提供服務(wù)，服務(wù)冗余部署，每個(gè)冗余的服務(wù)都對(duì)外提供服務(wù)，一個(gè)服務(wù)掛掉時(shí)依然可用

實(shí)例：服務(wù)器集群

服務(wù)器集群就是指將很多服務(wù)器集中起來一起進(jìn)行同一種服務(wù)，在客戶端看來就像是只有一個(gè)服務(wù)器。集群可以利用多個(gè)計(jì)算機(jī)進(jìn)行并行計(jì)算從而獲得很高的計(jì)算速度，也可以用多個(gè)計(jì)算機(jī)做備份，從而使得任何一個(gè)機(jī)器壞了整個(gè)系統(tǒng)還是能正常運(yùn)行。

關(guān)于Windows Server 2012的企業(yè)版和Datacenter版都可以支持較大達(dá)八個(gè)節(jié)點(diǎn)的集群配置。其典型的特征是可為數(shù)據(jù)庫(kù)、消息系統(tǒng)、文件與打印服務(wù)這些關(guān)鍵業(yè)務(wù)應(yīng)用，提供高可用性和可擴(kuò)展性，在集群中的多個(gè)服務(wù)器(節(jié)點(diǎn))保持不間斷的聯(lián)系。即是說如果在集群中的某一節(jié)點(diǎn)因出錯(cuò)或維護(hù)不可用時(shí)，另一節(jié)點(diǎn)會(huì)立刻提供服務(wù)，以實(shí)現(xiàn)容錯(cuò)。正在訪問服務(wù)的用戶可以繼續(xù)訪問，而不會(huì)察覺到服務(wù)已經(jīng)由另一臺(tái)服務(wù)器(節(jié)點(diǎn))提供。

優(yōu)點(diǎn)：

1. 集群系統(tǒng)可解決所有的服務(wù)器硬件故障，當(dāng)某一臺(tái)服務(wù)器出現(xiàn)任何故障，如硬盤、內(nèi)存、CPU、主板、I/O板以及電源故障，運(yùn)行在這臺(tái)服務(wù)器上的應(yīng)用就會(huì)切換到其它的服務(wù)器上。

2. 集群系統(tǒng)可解決軟件系統(tǒng)問題，我們知道，在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，用戶所使用的是應(yīng)用程序和數(shù)據(jù)，而應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行在操作系統(tǒng)之上，操作系統(tǒng)又運(yùn)行在服務(wù)器上。這樣，只要應(yīng)用系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、服務(wù)器三者中的任何一個(gè)出現(xiàn)故障，系統(tǒng)實(shí)際上就停止了向客戶端提供服務(wù)，比如我們常見的軟件死機(jī)，就是這種情況之一。盡管服務(wù)器硬件完好，但服務(wù)器仍舊不能向客戶端提供服務(wù)。而集群的較大優(yōu)勢(shì)在于對(duì)故障服務(wù)器的監(jiān)控是基于應(yīng)用的，也就是說，只要服務(wù)器的應(yīng)用停止運(yùn)行，其它的相關(guān)服務(wù)器就會(huì)接管這個(gè)應(yīng)用，而不必理會(huì)應(yīng)用停止運(yùn)行的原因是什么。

3. 集群系統(tǒng)可以解決人為失誤造成的應(yīng)用系統(tǒng)停止工作的情況，例如當(dāng)管理員對(duì)某臺(tái)服務(wù)器操作不當(dāng)導(dǎo)致服務(wù)器停機(jī)，造成了運(yùn)行在這臺(tái)服務(wù)器上的應(yīng)用系統(tǒng)都停止了運(yùn)行。由于集群是對(duì)應(yīng)用進(jìn)行監(jiān)控，因此其它的相關(guān)服務(wù)器就會(huì)接管這個(gè)應(yīng)用。

缺點(diǎn)：

我們知道集群中的應(yīng)用只在一臺(tái)服務(wù)器上運(yùn)行，如果這個(gè)應(yīng)用出現(xiàn)故障，其它的某臺(tái)服務(wù)器會(huì)重新啟動(dòng)這個(gè)應(yīng)用，接管位于共享磁盤柜上的數(shù)據(jù)區(qū)，進(jìn)而使應(yīng)用重新正常運(yùn)轉(zhuǎn)。我們知道整個(gè)應(yīng)用的接管過程大體需要三個(gè)步驟：偵測(cè)并確認(rèn)故障、后備服務(wù)器重新啟動(dòng)該應(yīng)用、接管共享的數(shù)據(jù)區(qū)。因此在切換的過程中需要花費(fèi)一定的時(shí)間，原則上根據(jù)應(yīng)用的大小不同切換的時(shí)間也會(huì)不同，越大的應(yīng)用切換的時(shí)間越長(zhǎng)。

集群技術(shù)的分類

1.高可用集群

高可用集群的英文全稱是High Availability，簡(jiǎn)稱HA cluster。高可用的含義是較大限度地可以使用。從集群的名字上可以看出，此類集群實(shí)現(xiàn)的功能是保障用戶的應(yīng)用程序持久、不間斷地提供服務(wù)。

2.負(fù)載均衡集群

負(fù)載均衡集群也是由兩臺(tái)或者兩臺(tái)以上的服務(wù)器組成。分為前端負(fù)載調(diào)度和后端服務(wù)兩個(gè)部分。負(fù)載調(diào)度部分負(fù)責(zé)把客戶端的請(qǐng)求按照不同的策略分配給后端服務(wù)節(jié)點(diǎn)，而后端節(jié)點(diǎn)是真正提供應(yīng)用程序服務(wù)的部分。與HA Cluster不同的是負(fù)載均衡集群中，所有的后端節(jié)點(diǎn)都處于活動(dòng)動(dòng)態(tài)，它們都對(duì)外提供服務(wù)，分?jǐn)傁到y(tǒng)的工作負(fù)載。

3.科學(xué)計(jì)算集群

高性能計(jì)算集群，簡(jiǎn)稱HPC集群。這類集群致力于提供單個(gè)計(jì)算機(jī)所不能提供的強(qiáng)大計(jì)算能力，包括數(shù)值計(jì)算和數(shù)據(jù)處理，并且傾向于追求綜合性能。HPC與超級(jí)計(jì)算類似，但是又有不同，計(jì)算速度是超級(jí)計(jì)算追求的第一目標(biāo)。最快的速度、較大的存儲(chǔ)、最龐大的體積、最昂貴的價(jià)格代表了超級(jí)計(jì)算的特點(diǎn)。隨著人們對(duì)計(jì)算速度需求的提高，超級(jí)計(jì)算也應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域，對(duì)超級(jí)計(jì)算追求單一計(jì)算速度指標(biāo)轉(zhuǎn)變?yōu)樽非蟾咝阅艿木C合指標(biāo)，即高性能計(jì)算。

4.熱備部署（hot-swap）：

只有一個(gè)桶提供服務(wù)，另一個(gè)桶stand-by，在水用完時(shí)自動(dòng)熱替換，服務(wù)冗余部署，只有一個(gè)主服務(wù)對(duì)外提供服務(wù)，影子服務(wù)在主服務(wù)掛掉時(shí)頂上。

實(shí)例：網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的熱備部署

           圖1

如上圖這種熱備份部署模式在網(wǎng)絡(luò)中也是最常見、最簡(jiǎn)單的部署方式，一般在網(wǎng)絡(luò)的分布層比較常見。為了實(shí)現(xiàn)交換機(jī)的冗余性或?yàn)榱吮Ｕ线B接在交換機(jī)上的服務(wù)器的持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行，通常采用這種部署方式。因?yàn)榉?wù)器的運(yùn)行一般都要保證7X24小時(shí)的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。所以，采用這種部署模式也比較合適。如圖1所示，是二層交換機(jī)的熱備份部署拓?fù)鋱D，共包括兩臺(tái)Cisoc 2960交換機(jī)和兩臺(tái)服務(wù)器，結(jié)構(gòu)比較清晰。

Server 1和Server 2是主備模式運(yùn)行，它們之間的網(wǎng)線連接相當(dāng)于一條心跳線。兩臺(tái)服務(wù)器都安裝有雙機(jī)軟件，雙機(jī)軟件時(shí)刻監(jiān)控主備Server的各項(xiàng)參數(shù)，并通過心跳線傳輸控制信息。雙機(jī)軟件監(jiān)控的參數(shù)可以是服務(wù)器的網(wǎng)卡、數(shù)據(jù)庫(kù)，以及各種應(yīng)用的運(yùn)行情況等，若發(fā)現(xiàn)其中的任意一項(xiàng)參數(shù)不正常，雙機(jī)軟件都會(huì)通過心跳線傳輸控制信息，從而讓備用服務(wù)器變?yōu)榛顒?dòng)服務(wù)器，以接管原來主服務(wù)器的各項(xiàng)應(yīng)用，而讓原來的主服務(wù)器變?yōu)閭浞?wù)器。在這種情況下，外界的用戶根本感覺不到后臺(tái)服務(wù)器的切換，也就不會(huì)影響用戶對(duì)各種應(yīng)用的體驗(yàn)。

                                                                  圖2

如上圖這種模式中，兩臺(tái)交換機(jī)同樣可以起到熱備的功能，任意一臺(tái)交換機(jī)故障并不會(huì)影響到另外一臺(tái)交換機(jī)和兩臺(tái)服務(wù)器的正常運(yùn)行，也就解決了網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的單點(diǎn)故障。這種部署模式一般應(yīng)用在網(wǎng)絡(luò)的核心層，在高性能的三層交換機(jī)或路由器上進(jìn)行部署，擔(dān)負(fù)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)核心數(shù)據(jù)的路由、交換功能。

圖3

目前，在大部分的網(wǎng)絡(luò)中，為了不影響用戶對(duì)各種業(yè)務(wù)應(yīng)用的連續(xù)不間斷使用，在網(wǎng)絡(luò)的核心層和分布層網(wǎng)絡(luò)設(shè)備上，都使用了設(shè)備的熱備份功能。圖3的例子其實(shí)就是上面"一"和"二"兩種部署模式的混合使用，如圖3所示。只是在分布層使用的交換機(jī)為Cisco 3750而不是Cisco 2960，因?yàn)樵谛阅苌?750比2960優(yōu)越，只不過沒有使用Cisco 3750上的三層路由功能，而只使用了它的二層交換功能。圖3所示的部署模式，也是目前一些大、中型企業(yè)中常用的一種部署模式。一般核心層的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不會(huì)太多，也就二至四臺(tái)，但分布層中的設(shè)備，如圖3中的Cisco 3750就會(huì)部署很多臺(tái)。可以根據(jù)單位部門的不同或不同的樓宇部署在不同的位置。在分布層的設(shè)備上一般還會(huì)連接有很多的接入層交換機(jī)，這些設(shè)備一般都不會(huì)使用熱備份功能的部署模式。因?yàn)樗鼈兌际峭ㄟ^機(jī)房中的配線架直接連接到了用戶的電腦上了，若是有一臺(tái)接入層的交換機(jī)故障了，它只是影響了很小的一部分用戶。所以，網(wǎng)絡(luò)中對(duì)接入層交換機(jī)的可靠性要求并不是很高，也就沒有必要使用熱備份的部署模式。

磁盤陣列

最后我們?cè)诹囊涣拇疟P陣列。

磁盤陣列RAID（Redundant Arrays of independent Disks）

RAID0：存儲(chǔ)性能高的磁盤陣列，又稱striping，它的原理是將連續(xù)的數(shù)據(jù)分散到不同的磁盤上存儲(chǔ)，這些不同的磁盤能同時(shí)并行存取數(shù)據(jù)（速度塊）。

RAID1：安全性高的磁盤陣列，又稱mirror，它的原理是將數(shù)據(jù)完全復(fù)制到另一個(gè)磁盤上，磁盤空間利用率只有50%（冗余，數(shù)據(jù)安全）。

RAID0+1：RAID0和RAID1的綜合方案，這也是國(guó)企用的比較多的存儲(chǔ)方案（速度快，安全性又高，但是很貴）。

RAID5：RAID0和RAID1的折衷方案，讀取速度比較快（不如RAID0，因?yàn)槎啻鎯?chǔ)了校驗(yàn)位），安全性也很高（可以利用校驗(yàn)位恢復(fù)數(shù)據(jù)），空間利用率也不錯(cuò)（不完全復(fù)制，只冗余校驗(yàn)位），這也是互聯(lián)網(wǎng)公司用的比較多的存儲(chǔ)方案。