目前,存儲集群在大型網絡應用環境應用非常廣泛,用多個節點來代替一個節點完成任務,毫無疑問是為了提高處理能力。其次存儲集群還可以做到高可用性,即使某個節點發生故障,不能再繼續參與計算,那么及集群中的其它節點也可以立即接替故障節點正常工作,下面我們來具體了解一下集群方面的知識。

web網站經常用到的負載均衡集群系統(lbc)

    web負載均衡集群系統通過一個流量管理的節點(可以是一個流量管理軟件、軟硬一體的流量管理機)或帶流量管理系統的交換機,將用戶的連接請求分配到多臺服務器,這些服務器可以完成相同的或不同的功能。通過負載均衡集群系統,大量的負荷可以分配到多臺性能較低的服務器上,既可以保護用戶原有的投資,也可以動態地進行擴展,不需將原系統應用暫停,同時,多臺服務器共同工作,當一臺出現故障時, 流量管理節點可以及時偵測到,用戶的請求將會分配到其余的健康的服務器上,用戶的使用沒有影響,管理員只需將故障服務器修復后再動態加入集群系統即可,應用無須暫停。

    高性能集群系統(hpc)

    在進行油田勘探、天氣預報、動畫制作、生命科學等的研究中,往往是一個大型的科學計算工程,它需要一個高性能的超級計算機才能在特定的時間內完成大量的計算和數據的交換。這個高性能的超級計算機并不是一個通用的大型機或小型機就能滿足要求,通常根據不同的特定計算內容和性能要求的不同由幾臺到上百臺pc服務器通過內部高速互連設備連接而成。一個并行計算集群系統有一個統一的管理、監控和調度節點,通過這個單一的入口,可以對集群內部的各服務器節點進行管理、監控和任務的調度,通過內部的高速互聯網絡交換數據,共同完成一個龐大的工程。

    數據庫集群系統

    大量的用戶產生的大負荷以及業務活動的繁忙所產生的海量數據都要求當前的應用系統必須有一個性能強大、高度可用的數據庫后臺支撐系統。數據庫的集群系統由多臺pc服務器和磁盤陣列柜組成。集群系統內部的各臺服務器共同承擔用戶對數據的請求,共同享有數據資源,既能均衡負載提高系統的性能又能互相容錯,提高系統的可操性和可用性。

    集群存儲特點

    1. 開放式架構(高擴展性)

    它針對集群存儲內部構成元素而言。一般集群存儲應該包括存儲節點、前端網絡、后端網絡等三個構成元素,每個元素都可以非常容易地采用業界最新技術而不用改變集群存儲的架構,且擴展起來非常方便,像搭積木一樣進行存儲的擴展。特別是對于那些對數據增長趨勢較難預測的用戶,可以先購買一部分存儲,當有需求的時候,隨時添加,而不會影響現有存儲的使用。

    2. 分布式操作系統

    這是集群存儲的靈魂所在。所有對集群存儲的操作都經由分布式操作系統統一調度和分發,分散到集群存儲各個存儲節點上完成。使用分布式操作系統帶來的好處是各節點之間沒有任何區別,沒有主次、功能上的區別,所有存儲節點功能完全一致,這樣才能真正做到性能最優。

    3. 統一命名空間

    統一命名空間在很多廠家的存儲概念中都出現過。在集群存儲中,統一命名空間強調的是同一個文件系統下的統一命名空間。它同樣可以支持上pb級別的存儲空間。如果是通過將若干有空間上限的卷掛載到某一個根目錄的方式來達到統一命名空間,其效率和出現存儲熱點時的性能將會大大低于把上pb級別的存儲空間置于同一個文件系統下管理的統一命名空間。

    4. 易管理性

    目前存儲業界的管理方式都是通過各廠商的管理工具,或通過web界面進行管理和配置,往往客戶端還需要安裝相關軟件才能訪問到存儲上的空間。隨著需要管理的存儲空間逐漸增大,管理存儲的復雜度和管理人員的數量也將會隨之增加。而集群存儲應該提供一種集中的、簡便易用的管理方式,對客戶端沒有任何影響,采用業界標準的訪問協議(比如nfs,cifs)訪問集群存儲。

    5. 負載均衡

    集群存儲通過分布式操作系統的作用,會在前端和后端都實現負載均衡。前端訪問集群存儲的操作,通過幾種負載均衡策略,將訪問分散到集群存儲的各個存儲節點上。后端訪問數據,通過開放式的架構和后端網絡,數據會分布在所有節點上進行存放和讀取。

    6. 高性能

    關于高性能領域,目前對集群存儲的討論還僅局限在高帶寬、高并發訪問的應用模式下。毫無疑問,集群存儲對于該類應用可以提供比傳統存儲架構更優的性能。但目前應用除了高帶寬、高并發訪問類的之外,還有高iops、隨機訪問、小文件訪問以及備份歸檔等其他類的應用,集群存儲應該在以上領域同樣提供高性能的解決方案。

    集群的適用范圍:

    集群可以實現在系統路徑的任何點上

    硬件上:cpu、內存、顯卡、顯示終端、以太網卡、計算機本身、以太網ip網絡設備、fc卡、fc網絡交換設備、磁盤陣列控制器本身、磁盤陣列控制器內部的各個組件、磁盤本身、磁盤內部的多片和多個磁頭。

    軟件上:應用程序、文件系統、卷管理系統

集群

    那么什么時候我們需要實現集群呢?

    當某個系統的處理能力不能滿足性能要求的時候,可以考慮使用負載均衡集群或者高性能集群;當追求系統的高可用性時,即希望某處故障不會影響整個系統的可用性的時候,使用高性能集群系統;當需要運算的數據量很大的時候,運算周期很長的時候,可以考慮實施數據庫集群系統。

    目前,各大知名網站一般都采用的是web負載均衡集群來均衡tcp連接請求,由于這些網站每天的訪問量很大,同時產生的tcp連接請求很多,所以如果只用一臺計算機來接受這些請求,根本滿足不了性能,甚至會造成這臺計算機器資源耗盡而死機。基于linux系統的lvs,是由國人主持研發的一種tcp負載均衡軟件,被廣泛應用于tcp連接壓力很大的系統下,lvs可以基于很多策略來將前端的請求分攤到后端的多臺計算機上,其本質就是一個基于策略的tcp包轉發引擎。

    對于比較重視的it建設的企業、重要的應用系統,都可實施數據庫集群來追求高可用性,從而避免故障造成的生產停頓。

    各大科研所、氣象、石油勘探等機構,由于需要很大的運算量和運算周期,一般都采用高性能集群。

    隨著大數據時代的來了,存儲集群將會得到更廣泛的應用,集群優勢也將體現的更明顯。

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本文標題：詳解存儲集群的優勢和應用

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