隨著企業和數據中心對更高性能需求的持續增長，服務器集群已成為不可或缺的解決方案。

集群服務器通過合并兩個或多個服務器或多個節點，保證容錯、負載均衡和高可用性。集群設計時就是為了可靠性。他們共同承擔工作負荷，無論是托管網站、數據存儲還是繁重計算。所以如果一臺服務器故障，另一臺服務器會讓一切繼續運行。

服務器集群的工作原理

服務器集群是一組服務器在單一IP地址下協同工作，旨在為用戶提供更高的可用性、可擴展性和可靠性。由于服務器集群是一組連接到單一系統的服務器，它們協同工作以提高效率。

例如，每當一臺服務器發生服務中斷時，服務器集群允許另一臺服務器接手作，在用戶遭遇停機或停機前將工作負載分配給另一臺服務器。本質上，服務器集群幫助用戶減少停機時間，提高運行效率，而不是直接關閉。

在集群服務器環境中，集群中的每個服務器都稱為節點。然而，每個節點都有自己的內存、硬盤、作系統和CPU資源來指揮。

他們負責管理和擁有自己的組件，這意味著當集群中的某一服務器故障時，工作可以輕松轉移到另一臺服務器。用戶可以輕松訪問服務器相關資源，因為他們的工作不被打斷。

服務器集群如何處理故障

在深入討論集群之前，了解它如何幫助防止停電非常重要。服務器集群的設計旨在當意外問題發生時，保持運行時間和可靠性。

停機可能由軟件錯誤、硬件物理損壞或數據中心的外部事件引起。集群旨在有效應對這些情況，包括：

應用/服務故障：集群服務器可以處理因涉及對服務器或數據中心運行至關重要的軟件或服務的關鍵錯誤而導致的應用或服務故障。然而，應用或服務的失敗也由其他因素引起，且這些因素是不可避免的。

硬件/系統故障：服務器集群還有助于應對可能影響服務順暢運行的硬件故障。硬件/系統故障通常由過熱、優化不當或組件達到產品壽命終點引起。受影響的硬件組件包括CPU、內存、電源和硬盤。

網站/托管失敗：我們都知道網站故障有多普遍。因此，服務器集群有助于應對由數據中心環境外事件引起的站點相關問題，如自然災害、電力中斷及其他潛在問題。

聚類：技術深度解析

服務器集群依賴于多個獨立服務器，也稱為“節點”，它們協同工作以提供可靠的冗余。集群服務器通常協調這些節點間的計算資源，管理活躍節點并分發接收請求。

節點本身通過網絡基礎設施通信，并通過存儲服務器或（在某些情況下）磁盤陣列共享主存儲。這種集群配置結合高效的集群管理軟件，是實現負載均衡的理想方式。

另一方面，我們還有數據同步和心跳監測，這些對于容錯性和集群的高可用性至關重要。大多數情況下，單個節點在共享硬件資源的同時執行復雜計算，以實現資源利用率的均勻。

以下是集群服務器的主要方面：

服務器集群：基礎設施級分類

集群服務器主要根據其節點或集群系統分類，并與負責存儲配置數據的設備融合。

服務器集群有三種不同類型：

1. 單一定額組

單一或標準的定額集群是最常用的服務器集群之一。它由多臺服務器組成，這些服務器使用一個或多個集群磁盤陣列，對應一個稱為總線的單一連接設備。本質上，服務器負責管理和擁有集群內的各個集群磁盤陣列。名義上的法定人數是判斷每個集群是否在線且未被破壞的系統。

單集群或標準集群高效且易于使用。每個服務器都有投票權與中央總線在線通信。

2. 多數節點集集群

多數節點集集群類似于單一定額集群。然而，多數節點集集群在配置遠程服務器時更具靈活性。它適用于位于不同地理位置的服務器。

因此，每個節點都有自己的集群配置數據副本，這些數據在所有節點之間保持一致地流動。然而，大多數節點集集群不需要共享存儲總線即可運行，因為每個節點都有自己的本地存儲系統用于備份集數數據。

3. 單節點集群

單節點集群包含一個主要用于測試的節點。由于單節點集群主要用于測試目的，因此它們最好作為集群應用的研發工具。然而，單節點集群的使用受限于其缺乏故障切換功能，因為它是由單一節點組成的，這可能導致集群組的可用性。

服務器集群的類型

一張顯示服務器集群類型的信息圖。

現代服務器集群旨在滿足不同目標組織的性能、可用性和可擴展性需求。因此，根據不同服務器如何共享資源和從故障中恢復，每種集群類型都提供了獨特的平衡。

以下是服務器集群的四大主要類型，按其現代功能分類：

高可用性集群

高性能集群設計為持續運行時間。HA集群采用所謂的主動-被動配置，即一個節點保持待命狀態，以便在另一個節點故障時接管。

這些系統通常被視為任何關鍵服務的基礎，最大限度地減少單點故障。它們通常依賴緊耦合的架構，保持數據在小塊內同步，確保用戶即使在維護或故障切換期間也能持續訪問。

負載均衡集群

負載均衡集群設計用于處理大量數據，例如實時流媒體或網頁托管的流量。

負載均衡集群專注于將工作負載均勻分配到兩個節點甚至多個服務器。該結構采用松耦合架構，兩個或多個服務器獨立共享請求，同時保持整體穩定性。

歸根結底，這是一種具有成本效益的提升性能和降低延遲的方法，非常適合網站、電商和期望快速響應的應用用戶。

高性能集群

高性能計算集群將多個節點聚集在一起，執行需要大量計算資源的計算任務。通過可定制的基礎設施，管理員可以將同類型的機器配對或混合不同機器來處理科學模擬。

在這種配置中，每個節點都貢獻并行處理能力，形成一個高效的計算環境，能夠處理最苛刻的工作負載。

存儲服務器集群

該模型中的存儲服務器協同工作，安全存儲數據并提供即時冗余。通過跨節點的硬件資源整合，這些集群確保備份、分析和大規模數據系統的可靠性。

該設計支持彈性和穩定性，為組織提供長期存儲增長和性能一致性的適應基礎。

搭建服務器集群

在搭建服務器集群時，首先需要仔細規劃合適的硬件部件以及合適的軟件，以驗證高可用性、冗余性和可靠性。無論你是為了性能選擇主動集群，還是用于數據處理的小型配置，都需要經歷三個關鍵階段：

1. 規劃階段

首先，你需要評估工作負載需求，并嘗試確定最適合項目的集群規模。這意味著要決定需要多少不同的節點，需要哪種服務器類型，以及你愿意分配多少預算。

這是幫助用戶識別用戶請求的來源及如何路由以實現最大正常運行時間的階段。它還決定了你服務器的類型。

2. 硬件設置

一旦計劃好，配置從搭建托管服務器、配置網絡以及準備冗余硬件以保護故障轉移開始。

集群中的每個專用服務器或單一服務器都必須優化以保證穩定性，確保即使有服務器故障，剩余節點仍能繼續運行。正確的節點存儲和物理布局有助于提升環境中的可擴展性和氣流。

3. 軟件配置

最后一步當然是安裝作系統，你將部署集群軟件，然后設置應用進行同步。所以，根據你的設置，主動-主動配置可以輕松增強

最后階段包括安裝作系統、部署集群軟件以及設置應用程序進行同步。根據你的設置，主動-主動配置可以通過允許所有節點同時處理數據來提升性能。

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常見用例與應用

服務器集群使企業能夠高效擴展，提升可靠性，并在單一服務器或節點故障時保持性能。因此，通過將工作負載分散到多個系統，這樣的集群為現代基礎設施奠定了基礎。

以下是一些例子：

集群托管解決方案

我們的集群托管解決方案注重可擴展性、冗余性和不間斷的性能。

每種部署類型都提供不同級別的隔離、控制和容錯能力。這對于具有關鍵任務工作負載或高可用性需求的企業來說非常理想。

專用交換機

一個通過私有網絡連接多臺服務器的專用環境。非常適合需要增強數據隱私、快速內部溝通以及對網絡配置完全控制的企業。

帶防火墻的集群

增加了專用防火墻層，以提升網絡保護和流量管理。非常適合運行敏感應用或面向客戶的平臺，需要更高安全性和正常運行時間。

網狀部署

這是一個完全集成的配置，提供高級冗余、負載均衡和節點間無縫的故障切換。設計用于大規模或企業級工作負載，要求持續可用性和性能一致性。

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