Linux平台中集群环境的设计与实现

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1、Linux平台中集群环境的设计与实现题目:学院:专业:学号:姓名:指导教师:职称:提交时间:单位代码：10605密级：公开本科生毕业论文（设计）计算机与信息工程学院计算机科学与技术20111072209黄欣羽韦静助教2015年5月河池学院毕业论文（设计）开题报告系别:计算机与信息科学系专业:计算机科学与技术学号20011107209姓名黄欣羽论文（设计）题目Linux平台中集群环境的设计与实现命题来源教师命题选题意义（不少于300字）:当今网络的飞快发展给世界带来了不一样的格局，也给各个网络企业及机构带来了不一样的挑战，如网络带

2、宽和服务器负载压力等等。很多企业或机构的网站都需要比较长的时间不间断服务，甚至有些需要不宕机，任何服务中断和关键性的数据丢失都会造成直接的商业损失。尤其是对于电子商务网站，如淘宝网，需要24小时不间断的提供服务，如果服务器宕机，对企业来说，损失的将是不可预计的。这些大型网站对服务器的压力非常大，在这样坏境下，集群就显得非常重要。利用集群这种解决方案就可以以极低的成本实现网络服务24小时不间断的运行，以实现网络服务的高可用性及均衡负载。Linux是开放自由的平台，它可以运行于极为普及的PC机上，不需要购买昂贵的专用硬件设备。在几台

3、运行Linux的PC机上，只要加入相应的集群软件，就可以组成具有超强可靠性、负载能力和计算能力的Linux集群。在Linux上搭建集群，不仅可以节约非常大的成本，也可以方便于后期的维护和管理。按照侧重点的不同，可以把Linux集群分为三类：第一类是高可用性集群，运行于两个或多个节点上，目的是在系统出现某些故障的情况下，仍能继续对外提供服务。高可用性集群的设计思想就是要最大限度地减少服务屮断时间。这类集群屮比较着名的有TurbolinuxTurboIIAsHeartbeatsHAProxy>Kimberlite等。笫二类是负载均衡

4、集群，目的是提供和节点个数成正比的负载能力，这种集群很适合提供大访问量的Web服务。负载均衡集群往往也具有一定的咼口」用性特点oTurbolinuxClusterServer>LinuxVirtualServer都属于负载均衡集群。第三类是超级计算集群，按照计算关联程度的不同，又可以分为两种：第一种是任务片方式，要把计算任务分成任务片，再把任务片分配给各节点，在各节点上分别计算后再把结果汇总，生成最终计算结果。另一种是并行计算方式，节点之间在计算过程中大量地交换数据，可以进行具有强耦合关系的计算。这两种超级计算集群分別适用于不同

5、类型的数据处理工作。有了超级计算集群软件，企业利用若干台PC机就可以完成通常只有超级计算机才能完成的计算任务。这类软件有TurbolinuxEnFusion、SCore等。研究综述（前人的研究现状及进展情况，不少于600字）：Linux集群技术最大的发挥了PC机和网络的优势，可以带来可观的性能，是一种大有前途的技术。Linux集群主要是实现高可用性与可扩展性，负载均衡与错误恢复和心跳检测与漂移IP—.高可用性对于一些实时性很强的应用系统，必须保证服务的24小时不间断运行，而由于软件、硕件、网络、人为等各种原因，单一的服务运行环境

6、很难达到这种要求，此时构建一个集群系统是个不错的选择，构建集群的一个最大优点是集群具有高可用性，在服务出现故障时，集群系统可以自动将服务从故障节点切换到另一个备用节点，从而提供不间断使用，保证了业务的持续运行。二.可扩展性随着业务量的加人，现有的集群服务实体不能满足需求时，可以向此集群中动态的加入一个或多个服务节点，从而满足应用的需要，增强集群的整体性能。这就是集群的可扩展性。三.负载均衡集群系统最大的特点是可以灵活、有效的分担系统负载，通过集群自身定义的负载分担策略，将客户端的访问分配到下面的各个服务节点，例如，可以定义轮询分

7、配策略，将请求平均的分配到各个服务节点，还可以定义最小负载分配策略，当一个请求进来时，集群系统判断哪个服务节点比较清闲，就将此请求分发到这个节点。四.错误恢复当一个任务在一个节点上还没有完成时，由于某种原因，执行失败，此时，另一个服务节点应该能接着完成此任务，这就是集群提供的错误恢复功能，通过错误的重定向，保证了每个执行任务都能有效的完成。五.心跳检查为了能实现负载均衡、提供高可用服务和执行错误恢复，集群系统提供了心跳监测技术，心跳监测是通过心跳线实现的，可以做心跳线的设备有RS232串口线，也可以用独立的--块网卡来跑心跳，还

8、可以是共亨磁盘阵列等，心跳线的数量应该为集群节点数减1,需要注意的是，如果通过网卡来做心跳的话，每个节点需要两块网卡，其中，一块作为私有网络直接连接到对方机器相应的网卡，用来监测对方心跳。另外一块连接到公共网络对外提供服务，同时心跳网卡和服务网卡的IP地址尽量不