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1、特点
软硬件结合系统由两台服务器主机和备机、一个共享存储通常为磁盘阵列柜、以及双机热备软件提供心跳检测、故障转移和资源管理功能的核心软件组成。
共享存储集中管理用户数据存储在外接共享磁盘阵列中两个服务器通过共享存储实现数据同步和访问。
心跳机制保证故障检测主备机之间周期性地发送“心跳信号”用于检测对方的运行状态。一旦“心跳”信号中断备机会自动接管主机的资源和任务确保系统连续运行。
2、三种模式
模式主机数备机利用率切换复杂性适用场景 双机热备模式 Active/Standby 1 主 1 备低低金融、工业控制、高可靠性系统双机互备模式2 主互备中中IT系统、小型企业双机双工模式双主双备高高电商平台、大型分布式系统
1. 双机热备模式Active-Standby
主机Active负责所有业务处理正常运行时承担全部任务。备机Standby处于待机状态不参与正常业务但监控主机的状态。当主机发生故障时备机会接管主机的任务继续提供服务。
特点资源利用率较低即备机处于空闲状态。故障切换速度快对于任务重要且可靠性要求高的场景。
2. 双机互备模式Mutual Standby
两台设备主机和备机各自运行独立的业务同时为对方的备机。举例主机A运行任务1同时作为任务2的备机。主机B运行任务2同时作为任务1的备机。当某台服务器发生故障时另一台会接管其任务并继续运行自身业务。
特点资源利用率提高同时复杂性增加。
适用场景适合业务分区明显、资源可以独立分配的场景如中小型企业的IT系统。
3. 双机双工模式Active-Active 或 Dual Active
工作原理
两台设备均同时运行相同的业务并且在互为备份的同时分担工作负载。两台服务器通过负载均衡器共同处理请求彼此同步数据。当一台设备发生故障时另一台设备完全接管所有任务。
特点资源利用率最高系统复杂性最高可靠性强
适用场景对于高性能、高可用性要求的系统如大型电商平台或通信网络。
二、服务集群技术
1、关键特点 分布式架构将多台独立的服务器通过网络组合成一个虚拟的整体对外提供统一的服务。 客户端只需访问集群提供的单一名称或地址无需关心内部服务器结构。 高可用性HA集群可通过自动故障转移Failover实现应用服务的无缝接管保证系统的高可靠性。故障服务器下线后其任务可以快速分配到其他节点。 负载均衡Load Balancing集群可以根据当前负载情况将客户端请求均匀分发到各服务器避免单点过载。实现资源的高效利用提升系统性能。 扩展性Scalability新的服务器节点可以动态加入集群无需影响现有服务。随着业务增长可以水平扩展系统容量。 独立存储集群中每台服务器都有自己的本地存储存储操作系统和应用程序文件。数据的一致性通过分布式文件系统或数据库同步机制来保证。
2、主要组成 节点服务器每台服务器运行独立的操作系统执行各自的任务。 网络通信内部局域网用于集群节点之间的通信和协调负载均衡器或DNS轮询机制对外提供服务入口。 集群管理软件提供故障监控、节点管理、资源分配等功能 共享存储可选在某些情况下集群会使用共享存储尤其是数据库或文件服务类型的集群应用。
3、主要类型
集群类型描述应用场景高可用集群HA集群主要保障系统的高可用性当某个节点发生故障时其他节点接管任务。金融系统、电子商务网站、通讯系统等要求高可用的应用。负载均衡集群通过负载均衡器将请求均匀分配到多台服务器提高并发处理能力。高访问量网站、流媒体服务、在线游戏等。高性能计算集群HPC将多台服务器的计算能力联合起来用于处理复杂的并行计算任务。科研计算、大数据分析、天气模拟等高计算需求场景。
高可用集群的两种架构示意图 三、双机热备与服务器集群技术的区别
特点双机热备技术服务器集群技术组成结构两台服务器、共享存储和热备软件多台服务器组成的分布式或负载均衡系统适用场景高可靠性、高可用性需求单点业务高并发、高负载场景如大型网站或分布式计算系统工作模式主备模式备机仅在主机故障时接管任务主主模式或主从模式多台服务器共同分担任务资源利用率备机处于待机状态利用率较低所有节点资源同时被使用利用率高切换复杂性切换快速、简单通过心跳和管理软件自动完成切换复杂可能涉及负载均衡器和一致性管理
