LINUX的集群体系简介及现状

LINUX的集群系统简介及现状






第一台计算机问世已经半个世纪了，在这期间计算机技术阅历了五次更新换代。更新换代的标记主要有两个：一个是计算机的器件，另一个是系统体系结构。从第一代到第五代计算机，器件产生了基本的变更：从电子管、晶体管发展到集成电路，而集成电路又经小规模、中规模、大规模、十分大规模等阶段发展到超大规模阶段。系统系统构造的精益求精，很多主要的概念的一直提出并且得到实现，推进计算机技巧向更高的档次发展。从早期的变址存放器、通用寄存器、程序中止和 I/O通道等概念，到虚构存储器、Cache存储器、微程序设计、系列机、基于总线的多CPU系统、向量处置机等概念，发展到64位RISC处理器、基于 MPP、NUMA、集群等体制结构的可伸缩并行处理系统，计算机系统泛亚娱乐技术:yuan01.bc88.info/fei也获得了突飞猛进的发展。

将多台同构或异构的计算机衔接起来协同实现特定的义务就形成了集群体系。早在二十世纪七八十年代，Digital equipment公司跟Tandem盘算机公司就开端了集群系统的研讨与开发工作。

集群系统主要分为两种：

高可用性集群和高性能集群。

高可用性集群的主要功能就是提供不间断的服务。有许多应用程序都必需一天二十四小时地不停运行，如所有的web服务器、产业把持器、ATM、远程通信转接器、医学与军事监测仪以及股票处理机等。对这些应用程序而言，临时的停机都会导致数据的丧失和灾害性的成果。

高性能集群通过将多台机器连接起来同时处理复杂的计算问题。模仿星球邻近的磁场、猜测龙卷风的呈现、定位石油资源的蕴藏地等情形都须要对大批的数据进行处理。传统的处理方式是使用超级计算机来完成计算工作，但是超级计算机的价格比较昂贵，而且可用性和可扩展性不够强，因此集群成为了高性能计算领域注视的焦点。

集群系统采取的操作系统主要有VMS、UNIX、WindowsNT和Linux.

美国DEC公司Digital Equipment Corporation开发的VMScluster系统开发最早，技术也很成熟，应用也很广泛，但因为VMS操作系统只能在DEC公司的VAX系列和Alpha系列服务器上运行，VMScluster的应用受到很大限度。

UNIX是服务器或工作站上广泛使用的操作系统，它运行稳定、保险性也比较好，因此许多大的公司都采用了基于UNIX的集群系统解决方案，如DEC、 HP、SUN、IBM、NCR和DG等公司，其中在国内影响比较大的主要是DEC、HP、SUN和IBM.其中DEC公司的Trucluster系统提供了由4台Digital Alpha Server组成的集群系统，它集高可靠性、高可用性和易管感性于一身，是要害业务计算机系统的幻想解决方案。

基于WindowsNT的集群系统解决方案厂商主要有Mircrosoft和DEC.Microsoft于1995年就开始了集群系统的开发工作。 Windows 2000中已经增添了集群功能，该高可用性集群叫做WolfPack，也叫做Microsoft Cluster Server MCS。它主要是在企业级对基于Windows NT服务器的应用程序提供可用性和可升级性。WolfPack当初支持两个服务器，一个用来对用户提供服务，另一个作为备份服务器应用。 Microsoft下一步的目的是将WolfPack支持的节点数扩大到16个。Wolfpack的缺点在于：它只提供了两个节点的失败恢复功能，而不采用庞杂的运用程序资源治理功效，因而在必定水平上影响了系统的高可用性、高牢靠性和可进级性。Wolfpack不能支持多种操作系统，而只能运行于 Windows NT操作系统上。因为WindowsNT操作系统自身在稳固性、大型并行计算上与UNIX系统存在较大差距，泛亚娱乐|主要在中小型系统上应用。然而跟着 WindowsNT系统走向成熟，基于WindowsNT的计算机集群系统将取得更普遍的利用。

九十年代末期，Linux操作系统不断走向成熟，它的硬朗性不断加强，并且提供了GNU软件和尺度化的PVM、MPI新闻传递机制，最重要的是Linux在普通PC机上提供了对高性能网络的支持，这样就大大推动了基于Linux的集群系统的发展。

Turbolinux公司推出了可能明显地进步基于TCP/IP协定的多种网络服务的服务质量的高可用性集群系统Turbocluster.Red Hat也提供了基于Linux Virtual Server思维构建的高可用性集群系统Piranha.由Ericsson软件工程研究核心开发的高可用性集群系统Eddie的主要目的是供给一个贸易级的，能提供较好的服务品质的web服务器的解决计划。

Platform公司开发的高可用性集群系统Lsf提供了散布式集群系统的解决方案，通过将物理上分别的多个集群连接在一起使使多个同构或异构的计算性能够通过局域网或广域网共享计算资源，并可以为用户提供对资源的透明拜访。

高性能集群系统MOSIX为Linux中心增加了集群计算的功能。在MOSIX集群环境中，用户无需对应用程序进行修正，或将应用程序与库连接起来，或将应用程序调配到不同的节点上运行。MOSIX会主动将这些工作透明地交给别的节点来履行。

日本的F5公司开发出了高可用性集群BIGIP，它是使用于本地网络站点或数据中央的高可用的、智能化的负载均衡产品，它提供了对网络流量的自动和智能的管理。与前多少种集群系统不同的是，BIGIP向用户提供的是一个即插即用设备，而其它的提供的都是软件办法。

IBM、Microsoft和Intel于2000年7月结合宣布了一种高可用性服务器集群软件及硬件包，这种服务器集群的配置包含32台IBM Netfinity 8500R及Intel Pentium Ⅲ Xeon处理器，运行IBM的DB2 Universal Database和Microsoft Windows 2000 Advanced Server操作系统，每分钟能够执行440879次交易。这套系统面向数据密集的应用，特殊是B2B、电子商务和企业资源计划领域。

在泛亚娱乐科学:yuan01.bc88.info/fei计算范畴中，人们开始把留神力投向通过一般PC机或工作站的集群来取代昂贵的超级计算机。比拟胜利的例子是高机能集群系统Beowulf，它最初是由NASA的Goddard Flight Center进行开发的，重要目标是支撑大范围的迷信计算问题，如地球和太空科学面临的一些计算问题。

海内也有不少公司进行了集群系统的研究和开发工作。

联想公司在1999年9月推出了用于分布式高性能计算的NS10000高性能集群服务器，该系统是一个四节点的系统，主要基于联想万全4500R服务器，以总体成原形对较低的装备组合，足以替换传统RISC小型机和中型机的工作，而价钱仅为市场上等同性能小型机的1/2――1/4.