Windows服务器群集和NLB群集的配置

Windows server 2003中提供了网络负载均衡（NLB）功能。NLB的操作模式有单播和多播两种，它们之间有什么区别呢？

首先，给大家介绍一下NLB的工作原理：当客户向NLB群集（NLB的虚拟IP地址）发起请求时，其实客户的请求数据包是发送到所有的NLB节点，然后运行在NLB节点上的NLB服务根据同样的NLB算法来确定是否应该由自己进行处理，如果不是则丢弃客户的请求数据包，如果是则进行处理。

如何将请求数据包发送到所有的NLB节点是NLB运行的关键之处，单播和多播这两种操作模式就是用于实现这一需求。NLB不支持单个NLB群集中的单播/多播的混合环境；在每一个NLB群集中，该群集中的所有节点都必须配置为多播或单播，否则，此NLB群集将无法正常工作。

单播和多播的运行方式和不同之处分别为：

单播

在单播模式下，NLB重新对每个NLB节点中启用NLB的网络适配器分配MAC地址（此MAC地址称为群集MAC地址），并且所有的NLB节点均使用相同的MAC地址（均使用群集MAC地址），同时NLB修改所有发送的数据包中的源MAC地址，从而使交换机不能将此群集MAC地址绑定在某个端口上。

工作在单播模式下的NLB可以在所有网络环境下正常运行，但是由于它的工作特性，具有以下两个限制：

由于NLB所使用的群集MAC地址没有绑定在某个具体的交换机端口上，所以所有的NLB通讯均通过在交换机的所有端口上广播进行，而不管此端口是否连接了NLB节点，这造成了额外的网络流量负担；

由于所有的NLB节点具有相同的MAC地址，NLB节点之间不能通过自己原有的专用IP地址进行通讯。

多播

在多播模式下，NLB不会修改NLB节点启用NLB的网络适配器的MAC地址，而是为它再分配一个二层多播MAC地址专用于NLB的通讯（此MAC地址称为群集MAC地址），这样NLB节点之间可以通过自己原有的专用IP地址进行通讯。但是在多播模式中，NLB节点发送的针对群集IP地址MAC地址ARP请求的ARP回复会将群集IP地址映射到多播MAC地址，而许多路由器或者交换机（包括CISCO的产品）会拒绝这一行为。当出现这种情况时，你必须在路由器和交换机上手动添加静态映射，将群集IP地址映射到群集的多播MAC地址。

Windows Server 2003提供了一个新的特性，称为IGMP 多播，它可以通过使用IGMP协议支持来使交换机只将NLB通讯发送到连接NLB节点的端口，而不是所有交换机端口。但是此特性必须要求交换机支持IGMP侦听，并且要求群集工作在多播模式下。

当节点关闭或群集服务被停止时，节点可能脱离群集。但当节点不执行群集操作（比如不向群集配置数据库提交更新）时，节点也可能被迫脱离（被逐出）群集。

如果节点根据预先的计划脱离群集，它会向其它所有节点成员发送 ClusterExit 消息，通知它们它将脱离群集。该节点不等待任何响应就会立即进行关闭资源和所有群集连接的操作。由于其余节点收到了退出消息，因此它们不会执行在节点意外失效或网络通讯停止时发生的重新分组过程以重新确立群集成员身份。

在所有企业、政府机关、军队、医疗等单位，以及许多业界通信实体，正在越来越多地依赖于服务器，以不断拓宽服务种类。

然而，我们在享受这些先进技术带给我们实惠的同时，又不得不面对这样一个事实：电子设备出现故障是不可避免的，服务器也不例外。现在，很多单位已经使用OA、CRM、ERP等 系统。无论使用哪种系统，服务器在整个网络系统的重要性是不言而喻，服务器作为整个网络的心脏，要为网络上所有的用户提供数据共享和应用服务，如果不能保 障服务器的正常运行，网络系统的可用性就无从谈起。所以，要确保视频网络中的关键业务应用运行平稳，具有可靠的适时性和连续性，通过服务器的群集技术来提 高系统的可用性和可扩展性是目前备受推崇的方案。

群 集系统是一种由一组互连的整机构成的并行或分布系统，可作为统一的计算资源使用。服务器群集技术使用多台服务器组成服务器集合，可以提供相当高性能的不停 机服务。在这个结构中，每台服务器都分担着一部分计算任务，由于集合了多台服务器的性能，整体的计算实力被增加了。与此同时，每台服务器还承担一些容错任 务，当其中一台服务器出现故障时，系统会在软件的支持下将这台服务器从系统中隔离出去，通过各服务器之间的负载转嫁机制完成新的负载分担，同时向系统管理 人员发出警报。再者，在某个应用软件的峰值处理期间内，对该应用的需求会变得过高，那么使用简单的操作命令就可以把同一节点的应用包转移到其他节点从而减 轻该节点的工作负荷，来满足已增加的需求。群集系统就是通过功能整合和故障过渡实现了系统的高可用性和可靠性。

服务器群集技术提供了高度的可用性、伸缩性与易管理性：

·高度的可用性：群集被设计具有避免单点故障发生的能力。应用程序能够跨计算机进行分配，以实现并行运算与故障恢复，并提供更高的可用性。

·可伸缩性：加入更多的处理器或计算机提高群集的计算能力。当现有服务器能力有限时，可以通过增加CPU、内存、甚至一台或几台服务器来扩展系统的能力。在服务器群集技术出现之前，用户通过增加CPU、内存来进行扩展，但是CPU、内存的扩展只能在一台服务器上进行，因此扩展是有极限的。而服务器群集技术可以通过在现有系统上增加服务器来进行扩展，增加的服务器将与原有的服务器紧密地集成在一起，为客户端提供高性能的应用服务。

·易管理性：群集以单一系统映射的形式来面向最终用户、应用程序及网络，同时，也为管理员提供单一的控制点，而这种单一控制点则可能是远程的。

服务器群集技术的实现可以有几种不同的方式，考虑到用户的需求，大体可以分为以高可用性为主要目的的高可用性方案，和以提高性能为主要目的、同时亦可以提供高可用性的方案。这种划分同时也反映出群集技术在PC Server上发展的两个阶段，既高可用性的两节点群集和提高性能的多节点群集。在今后 PC Server群集发展的计划中将要实现更多节点的具有更高扩展能力的群集方案，这样在提供高可用性和高性能的同时，还可以通过节点数目的扩展，更加有效的保护客户的投资。

　　12并行技术

　　这是一个非常简单的建造四节点的小集群系统的例子，它是构建在Linux操作系统上，通过MPICH软件包实现的，希望这个小例子能让大家对集群系统的构建有一个最基本的了解。

　　2使用MPICH构建一个四节点的集群系统

　　这是一个非常简单的建造四节点的小集群系统的例子，它是构建在Linux操作系统上，通过MPICH软件包实现的，希望这个小例子能让大家对集群系统的构建有一个最基本的了解。

　　21

所需设备

　　1)4台采用Pentium

II处理器的PC机，每台配

　　置64M内存，2GB以上的硬盘，和EIDE接口的光盘驱动器。

　　2)5块100M快速以太网卡，如SMC

9332

EtherPower

10/100(其中四块卡用于连接集群中的结点，另外一块用于将集群中的其中的一个节点与其它网络连接。)

　　3)5根足够连接集群系统中每个节点的，使用5类非屏蔽双绞线制作的RJ45缆线

　　4)1个快速以太网(100BASE-Tx)的集线器或交换机

　　5)1张Linux安装盘

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构建说明

　　对计算机硬件不熟的人，实施以下这些构建步骤会感到吃力。如果是这样，请找一些有经验的专业人士寻求帮助。

　　1

准备好要使用的采用Pentium

II处理器的PC机。确信所有的PC机都还没有接上电源，打开PC机的机箱，在准备与网络上的其它设备连接的PC机上安装上两块快速以太网卡，在其它的

PC机上安装上一块快速以太网卡。当然别忘了要加上附加的内存。确定完成后盖上机箱，接上电源。

　　2

使用4根RJ45线缆将四台PC机连到快速以太网的集线器或交换机上。使用剩下的1根RJ45线将额外的以太网卡(用于与其它网络相连的那块，这样机构就可以用上集群)连接到机构的局域网上(假定你的机构局域网也是快速以太网)，然后打开电源。

　　3

使用LINUX安装盘在每一台PC机上安装。请确信在LINUX系统中安装了C编译器和C的LIB库。当你配置TCP/IP时，建议你为四台PC分别指定为19216811、19216812、19216813、19216814。第一台PC为你的服务器节点(拥有两块网卡的那台)。在这个服务器节点上的那块与机构局域网相连的网卡，你应该为其指定一个与机构局域网吻合的IP地址。

　　4当所有PC都装好Linux系统后，编辑每台机器的/etc/hosts文件，让其包含以下几行：

　19216811

node1

server

　　19216812

node2

　　19216813

node3

　　19216814

node4

　　编辑每台机器的/etc/hostsequiv文件，使其包含以下几行：

　　node1

　　node2

　　node3

　　node4

　　$p#

　　以下的这些配置是为了让其能使用MPICH’s

p4策略去执行分布式的并行处理应用。

　　1

在服务器节点

　　，建一个/mirror目录，并将其配置成为NFS服务器，并在/etc/exports文件中增加一行：

　　/mirror

node1(rw)

node2(rw)

node3(rw)

node4(rw)

　　2

在其他节点上，也建一个/mirror目录，关在/etc/fstab文件中增加一行：

　　server:/mirror

/mirror

nfs

rw,bg,soft

0

0

　　3

/mirror这个目录从服务器上输出，装载在各个客户端，以便在各个节点间进行软件任务的分发。

　　4

在服务器节点上，安装MPICH。MPICH的文档可在

　　5任何一个集群用户(你必须在每一个节点新建一个相同的用户)，必须在/mirror目录下建一个属于它的子目录，如

/mirror/username，用来存放MPI程序和共享数据文件。这种情况，用户仅仅需要在服务器节点上编译MPI程序，然后将编译后的程序拷贝到在/mirror目录下属于它的的子目录中，然后从他在/mirror目录下属于它的的子目录下使用p4

MPI策略运行MPI程序。