群集技术的服务器集群技术

集群技术的出现和IA架构服务器的快速发展为社会的需求提供了新的选择。它价格低廉，易于使用和维护，而且采用集群技术可以构造超级计算机，其超强的处理能力可以取代价格昂贵的中大型机，为行业的高端应用开辟了新的方向。

集群技术是一种相对较新的技术，通过集群技术，可以在付出较低成本的情况下获得在性能、可靠性、灵活性方面的相对较高的收益。

目前，在世界各地正在运行的超级计算机中，有许多都是采用集群技术来实现的。

集群是由一些互相连接在一起的计算机构成的一个并行或分布式系统。这些计算机一起工作并运行一系列共同的应用程序，同时，为用户和应用程序提供单一的系统映射。从外部来看，它们仅仅是一个系统，对外提供统一的服务。集群内的计算机物理上通过电缆连接，程序上则通过集群软件连接。这些连接允许计算机使用故障应急与负载平衡功能，而故障应急与负载平衡功能在单机上是不可能实现的。

服务器集群系统通俗地讲就是把多台服务器通过快速通信链路连接起来，从外部看来，这些服务器就像一台服务器在工作，而对内来说，外面来的负载通过一定的机制动态地分配到这些节点机中去，从而达到超级服务器才有的高性能、高可用。

集群的优点

高可伸缩性：服务器集群具有很强的可伸缩性。随着需求和负荷的增长，可以向集群系统添加更多的服务器。在这样的配置中，可以有多台服务器执行相同的应用和数据库操作。

高可用性：高可用性是指，在不需要操作者干预的情况下，防止系统发生故障或从故障中自动恢复的能力。通过把故障服务器上的应用程序转移到备份服务器上运行，集群系统能够把正常运行时间提高到大于999%，大大减少服务器和应用程序的停机时间。

高可管理性：系统管理员可以从远程管理一个、甚至一组集群，就好像在单机系统中一样。

不是的 很麻烦的

装 Sever 2003 系统

你做的网页 要发布 还要在 上面装 IIS DNS

确定你的服务器操作系统

1 选择哪一种服务器操作系统

Linux和Microsoft开发的Windows服务器操作系统系列均可作为服务器操作系统。但

Linux操作系统复杂的命令和让人望而生畏的内核配置决定了它不适合于普通办公室网络中使

用。如果考虑节约办公室客户机的电脑配置开支（建立Windows无盘工作站、Windows 2000终

端等类型的网络）以及网络的易用性，Windows操作系统具有明显的优势。

2 采用Windows的哪一种服务器版本？

Microsoft开发了Windows NT Server、Windows 2000 Server、Windows 2000 Advanced

Server、Windows Datacenter Server等多个服务器版本。目前得到广泛应用的是Windows

2000 Server和Windows 2000 Advanced Server。而Windows 2000 Server在中小型企业内部

网络中就完全能够胜任所有日常网络服务事务。

开始安装Windows 2000 Server

Windows 2000 Server的安装大致可以为分四个步骤：启动安装、安装向导、网络设置、

完成配置。Windows 2000 Server可以从多种方式安装：DOS安装和Windows安装。对于从DOS

安装的用户，强烈推荐在安装之前加载Smartdrvexe以加快安装进程，然后运行Windows

2000 Server安装光盘I386目录下的winntexe命令开始安装。而从Windows 平台开始安装则

只需要点击I386目录下的Winnt32exe即可开始安装。

随着企业业务变得越来越复杂，服务器选择合适的操作系统也就显得越来越重要。服务器的

操作系统在商务活动的组织和实施过程中发挥着支配作用。现在，企业在操作系统方面有了

更大的选择性。但我们同时也应认识到，操作系统对企业业务的成败至关重要，如果选错了

操作系统，那么企业业务上的损失可能是天文数字。人们不愿意在下一代强有力的应用程序

出现的时候还用着一个不能支持它的操作系统。虽然将多个操作系统集成起来的作法可能有

效，但有时会涉及到互操作性问题。

所以，在众多的服务器操作系统中企业必须要选择一个合适自己需要的操作系统。那么

企业应该如何才能选择到合适的操作系统呢？在整个IT媒体里面，这方面的资料的确很少。

下面就由笔者为大家总结一下这方面的资料，结合当前市场上几款主流的服务器操作系统收

集整理，方便大家可以选择到适合自己的服务器操作系统。

目前，服务器操作系统主要有三大类：一类是Windows，其代表产品就是Windows Server

2003；一类是UNIX，代表产品包括HP-UX、IBM AIX等；还有一类是Linux，它虽说是后起之秀

，但由于其开放性和高性价比等特点，近年来获得了长足发展。

下面，我们就选择其中的一些代表产品，进行逐一介绍。

Windows Server 2003

Windows Server 2003是微软针对服务器操作系统的最新产品，其前期产品包括了

Windows NT Server和Windows 2000 Server。Windows Server 2003简体中文版于2003年5月

22日正式推向中国市场。

Windows Server 2003家族系列，包括了用户所希望的、用以支撑关键任务Windows

Server 操作系统提供的功能和特性，如高安全性、高可靠性、高可用性和高可扩展性。其版

本包括：

Datacenter版（含32位和64位） 这是专为要求强伸缩性和高可用性的企业而建立的，它

为建立用于数据库的关键任务解决方案、企业资源计划 (ERP) 软件、高容量的实时事务处理

和服务器合并提供了坚实的基础。

企业版（含32位和64位） 该版本适合中型与大型组织的关键使用。

标准版 它面向中小型企业及部门级应用，重点加强了文件服务、打印服务与协同作业服

务等基本功能。

Web版 专为快速开发、部署Web服务与应用程序的用户，提供Web托管与服务系统平台。

Windows Server 2003 是一个多任务操作系统，它在Windows 2000基础上进行了改进。

它能够按照用户的需要，以集中或分布的方式处理各种服务器角色。

其中的一些服务器角色包括： 文件和打印服务器，Web服务器和Web应用程序服务器，邮

件服务器，终端服务器，远程访问/虚拟专用网络 (***) 服务器，目录服务器，域名系统

(DNS)、动态主机配置协议 (DHCP)服务器，Windows Internet 命名服务(WINS)，流媒体服务

器。

Windows Server 2003还能为用户提供五大有价值的好处：

1、便于部署、管理和使用。

熟悉的Windows界面，让Windows Server 2003的使用容易上手。有效的新向导简化了特

定服务器角色的安装和日常服务器管理任务，即便是没有专职的系统管理员，也一样容易管

理。另外，系统管理员还有一些新增和改进的功能设计，让部署活动目录更为容易。

2、安全的基础结构。

Windows Server 2003使企业可以利用现有 IT投资的优势，并通过部署关键功能，如

Active Directory服务中的交叉林信任以及NET Passport集成等，将这些优势扩展到合作伙

伴、顾客和供应商。Active Directory中标识管理的范围跨越整个网络，有助于确保整个企

业的安全。

3、企业级可靠性、可用性、可伸缩性和性能。

通过一连串的新功能和改进功能，包括内存镜像、热添加内存以及 Internet 信息服务

（IIS）60 中的状态检测等，增强了可靠性。为了寻求更高的可用性，Microsoft 群集服务

目前支持高达八节点的群集以及地理散布的节点，并支持从单处理器到 32 路系统的多种系

统。

4、采用新技术，降低了TCO。

Windows Server 2003提供许多技术，以帮助企业降低拥有总成本 (TCO)。例如，

Windows资源管理器使管理员可以设置服务器应用程序的资源使用情况（处理器和内存），并

通过组策略设置来管理。网络附加存储（NAS）可以帮助用户合并文件服务。

5、便于创建动态 Intranet 和 Internet Web 站点。IIS 60 是 Windows Server 2003

中内置的 Web 服务器，它提供增强的安全性和可靠的结构。该结构提供对应用程序的隔离，

并极大地提高了性能。

HP-UX

HP-UX是HP公司开发的UNIX操作系统，在业内享有盛誉。目前，其版本已升级到11i，并

且有针对安腾处理器的11i v2和针对RISC处理器的11i v1两个型号。

HP-UX 11i v2为使用Itanium系统的用户提供了关键任务功能的完整套件。其中包括增强

的可靠性、有效性和可维护性，Internet和Web应用服务，目录和安全服务，系统管理，64路

性能可测量性。

该系统是业内能够向用户提供64路Itanium处理器性能可测量性和关键任务UNIX性能的操

作系统，可以应对市场中各种要求苛刻的应用程序。该系统还具有两套安全性套装工具，可

以增强并简化HP-UX服务器的安全保护。它还提供了延伸的一系列功能，包括增强的单系统有

效性和内存恢复。

该产品能够在体系结构上实现与HP-UX 11i先前版本数据、资源和二进制的完全兼容，从

而为用户和应用程序开发商提供投资保护。HP-UX 11i v2还能够实现与Linux IA-32程序的资

源兼容，以及与Linux基于Itanium处理器程序的二进位兼容。

HP-UX 11i v1则主要针对RISC处理器，它提供了广泛的分区、高可用性以及管理技术解

决方案，并集成了Serviceguard、nPartitions、vPartitions和工作负载管理器。

IBM AIX 5L

目前可用的UNIX操作系统有很多，但只有一种包括了IBM在为全球客户创建业务解决方案

中所获得的经验。而且它还通过实现与Linux之间的亲和关系，提供了对64位平台的支持。这

就是IBM AIX 5L。

AIX符合Open group的UNIX 98行业标准，通过全面集成对32位和64位应用的并行运行支

持，为这些应用提供了全面的可扩展性。它可以在所有的IBM p系列和IBM RS/6000工作站、

服务器和大型并行超级计算机上运行。

通过在AIX 5L V52中引入动态逻辑分区（DLPAR），IBM为p系列系统提供了高级的灵活

性和可扩展性功能。

虚拟服务器 DLPAR功能，使得用户能在一个单一p系列服务器上，运行AIX 5L和Linux的

多个独立操作系统映像成为可能。逻辑分区不需要与系统的组建模块（资源集合）的物理边

界相一致。

DLPAR允许用户以更小的粒度从整个可用资源池中选择组件，从而能够增加运行的灵活性

。利用DLPAR，用户可以在一个服务器的内部，创建多个虚拟服务器，并能够从活动分区中动

态地添加和删除处理器、物理内存和I/O插槽。每个分区都与其它分区相隔离，而且每个分区

都运行自己的AIX 5L V52操作系统。

保持控制

您正在看的网络服务器架设教程是:从零开始教你怎样选择服务器操作系统。 AIX 5L V52使

用了多种增强功能，可以帮助用户确保自己的关键应用，能够满足用户的期望。AIX 5L V52

负载管理器（WLM）支持基于以天为单位时间的系统资源自动切换机制，允许在多个任务之间

动态分配处理器周期、物理内存和磁盘I/O。管理员可以通过使用基于Web、直观的系统管理

器图形界面，系统管理界面工具（SMIT）和AIX命令，方便地访问负载管理器。

集群管理 为实现快速同步和协调响应，集群环境要求节点之间能够进行全面的协作。

AIX 5L使用基于AIX 5L的Linux软件和IBM集群系统管理器（CSM）支持和优化集群服务器的管

理。CSM为指定p系列和IBM eServer x系列服务器的安装、配置、维护和更新，提供了一个单

一的控制点。

Linux亲和性 AIX 5L与Linux之间的亲和性，可以帮助以速度更快、成本更低的方式，实

现跨AIX和Linux平台的多平台集成解决方案。对于很多在Linux上开发或为Linux开发的应用

，只需对源代码进行一次简单的重编译，它们就可以在AIX 5L上运行。IBM免费为用户提供一

个用于Linux应用的AIX工具箱。

此外，AIX 5L还有一个扩展软件包。它对基本操作系统的扩展，包括加密支持、一个用

于阅读在线HTML出版物的浏览器、一个用于在线出版页服务的HTTP服务器，以及支持基于Web

的系统管理器。

Red Flag Advanced Server 41

随着 Linux 进入关键行业的计算环境，用户对系统的要求也越来越严格。为了满足这种

不断增长的要求，红旗软件对服务器操作系统产品线进行了全新的优化，推出了红旗 Linux

服务器 4 系列产品。该产品包含了众多的研发成果，进一步体现了红旗服务器操作系统在管

理性、可用性、可靠性和扩展性上的优势。

作为红旗Linux服务器4系列的核心产品，Red Flag Advanced Server 41（红旗高级服

务器 41）的定位是企业级的网络和应用服务器。该产品可运行在带有2～32路CPU的SMP架构

和最大64GB内存的IA架构服务器上。它提供了标准 Linux网络服务，并能稳定运行业界主流

的商业应用。此外，该产品还可以作为完整的Linux软件开发平台。

在可靠性方面，Red Flag Advanced Server 41采用经过大量实践检验的2421内核，

并在核心中加入了25、26内核中的一些增强功能，更新和修正了大量驱动程序，在众多主

流IA Server上通过了高负载的压力测试。

群集方法介乎两种计算机系统结构之间。当把多台计算机配置或互连在一起时，可采取松散耦合或紧密耦合结构。网络就是一个松散耦合的系统，我们也称其为异类系统结构。网络把由各种CPU、应用软件、NIC（网络接口控制器）、甚至是操作系统组成的多台计算机连接在一起。计算机之间的地理距离可以近在咫尺，也可以远在天边。可以用实时和/或异步方式耦合网络。

因特网就是一个典型的极为松散与异类配置的例子。因特网本身不能“实时”控制与它连接的任何主机。在松散耦合网络中，单机崩溃一般不会影响网络的其它部分。

相反，紧密耦合系统则高度依赖于构成系统的所有部件。当系统由相同部件组成，采用并行操作方式并共享所有子系统（存储器）时，我们称其为同类系统结构。紧密耦合系统最常见的例子是SMP（对称多处理）。在SMP状态下，根据工作量的多少把任务分给几台处理器，这样可均匀地分配工作量，以便提高数据吞吐量。

我们举了两个典型的松散和紧密耦合系统的例子，群集就介于松散和紧密耦合系统之间。根据系统的配置，在某些方面（比如操作系统），群集控制的系统也许更偏向紧密耦合的系统，或者偏向松散耦合的系统（比如独立计算能力，通过公共存储器连接）。

通常群集器放在同一设备区或同一办公楼里。从理论上说，群集控制方法可应用于闭路广域网环境中（现正在美国东北部地区进行试验）。可是在考虑到视频服务器应用时，一般来说只能把设备放在主要设施运行所在地。

公共数据共享

群集允许共享几个节点的数据。在此应用中，这些节点包括客户工作站、中央或多服务器。我们知道可以通过许多路径（比如星形结构）连接节点，客户可通过不同连接的节点路径存取数据。当节点就是服务器时便可共享公共存储器，某个服务器节点故障不会导致整个群集器系统瘫痪。

在12月专栏里，我们把群集描述成一个提供高可得性的系统。对广播或有线电视操作来说，视频服务器必须要提供连续的或高可得性的数据。考虑到这一点，我们认为视频服务器体系结构采用群集是大有潜力的。

待命或无源服务器结构就是一种群集形式。在这种结构下，一个或多个服务器（或节点）平时保持在待命状态，随时可以启动。利用后台控制系统管理待命服务器内容数据。在未发生故障之前一般不启用无源服务器。

无源服务器未必就是主服务器的完全镜像，它也可以有一些有限的数据源，包括存储器，要经常清除这些数据，然后重新装入最新的节目或广告。通过这一循环过程把适量的数据（或视频媒介）保持在待命状态，在需要时随时可以上线使用。

服务器在待命状态时通常由少量的部件组成，比如编解码器，在出现故障或另一个服务器需要它支持的时候，该服务器可立即被集成到系统中应用。此时，服务器进入负载均衡状态。

数据共享

数据共享是群集器需要提供的最基本功能之一。我们还是以视频服务器的应用为例，多个编辑站在这里独立地工作，不过利用一组公共服务器来管理数据和应用层的处理。

在这个例子中，多个新闻编辑站（或客户工作站）可以选择用哪个编辑服务器（包括编辑用的软件和硬件）来进行编辑。这些服务器控制对公共媒体数据库的存取，编辑站只是这些服务器的简单控制器GUI（图形用户界面）。编辑服务器进一步控制接入另一个更大的数据存储库（通常是新闻档案）。

这个概念可通过群集软件实现。在独立的编辑站通过群集器存取数据的过程中，编辑与数据存取或存储处理自动进行，不会影响其它的客户编辑站或预放站。通过提供连续的数据可得性，每个服务器可以是有源的，也可以是无源的，视工作负荷而定。假如有一个服务器发生了故障，该结构也可提供冗余或保护方式。

共享一个操作系统和平台是群集的又一个共同特点。让硬件与软件平台同属一类，也就是说，基本上是相同的，就可采用公用互连方案与公共文件格式结构。在SMP这样的系统中，所有部件都依赖于公用硬件而像单独部件一样运行。正如我们已提到的，群集可以让一部分系统保持同类结构，但脱离所有系统都有的依赖性，其它性能就会下降。

其它优点

我们现在还是回到基于群集服务器的编辑环境中来，我们又发现了其它一些优点。服务器硬件具有的冗余性可对数据起保护作用。在新闻编辑环境中，当即将播放时，一个或更多的服务器便可将客户工作站的功能变成播出功能，直接把新闻播出去。这样还能让所有客户和服务器接入别的服务器的数据，包括在最后一分钟直接存取中央存储库的数据。

通过使用多个服务器（每个服务器收集、编辑、存档和重放的资源是一个类型的），系统便可对硬件进行备份。在某个服务器出现故障时，可把资源转给或分给其它用户，系统的其余部分仍继续工作。

除了上述的数据共享外，其它群集器结构也是可行的。在有些情况下，某些资源可被一个特定的节点“拥有”，在未接到指令前不会放弃。可将该系统的结构配置成一个节点有多个输入编码器，但只有一个输出解码器。另一个节点可能没有输入，但有好几个输出供放像和预看用。如果某一个节点出现故障，可让与它相对应的节点顶替它，直到它被修复为止。

非共享结构

从硬件上说，每个节点的能力（或资源）基本上相同，但内部系统配置是用各种形式锁定的，除非另有要求。按照群集语言可把此结构

叫做非共享结构。在此结构里，某些资源在未被传送给其它节点或者该节点未出故障之前归一个节点所有。在采用非共享结构的计算机与模式里运用群集法通常会把硬盘等设备分配给一个节点，并阻止其他人使用它，除非将其开放或该节点发生故障。

群集结构的其它实施方面增加了系统的复杂程度。除了非共享结构外（只提供最简单的性能和可得性），还有磁盘共享结构。磁盘共享可提高存储接入不同主机系统的能力。

从硬件的角度看，系统的磁盘阵列控制器可以很容易地管理这个共享结构。比较难办的是在最低级别（文件或记录层）上协调更新数据。

协调工作必须成为群集软件的一部分。可以设想一下，如果两个用户同时接入同一记录层会发生什么情况。假定每个用户都修改了文件。用户1先把数据写入服务器，他发现用户2做了完全不同的修改并且把修改后的文件用同一文件名存入相同的磁盘，或许存在另一个服务器上，这样就有可能把第一个用户修改的文件冲掉。没有一个控制方案，就会乱成一团。

尽管每个文件或记录层都有简单的口令或锁定保护，但要确保用文件的正确版本存成另一个文件名或是“正式”版，则要求具有更高层的数据控制与管理能力。磁盘快速缓存问题又是另一种情形，我们等一会儿再说。

另一个防止错误数据覆盖正确数据的方法是在修改未最后定之前限制接入某一特定文件。在计算机数据域中，用一个称为信息传送的程序通知管理员（通常是应用后台软件的一部分）文件存取被锁定，直到修改程序结束为止。

原子操作

原子操作的三个步骤是：读数据、修改数据、然后重新写入新数据。在原子操作过程中，在未执行完操作之前不会受到任何干扰。还必须有其他保护措施，以防隐藏的备份文件在以后某个无法预测的时间改写其它的文件。

当数据分布在不止一个存储磁盘上时，或者当公共存储阵列中的数据被不同用户在不同时间存取时，如何防止数据不一致是群集软件需要解决的又一个问题。无论是通过硅缓存器还是通过远程接入的临时磁盘缓存器（甚至分区）进行高速缓存都会遇到定时和同步的问题。我们把这个问题叫做缓存相关性，它是因磁盘驱动器定时问题引起的。

磁盘驱动器并不一定能马上写入数据，磁头也许定位在错误的磁道上，导轮也许偏离相位190度，等结束运转后才能开始磁头的写入操作，或许还因为温度问题造成暂时性延缓，直到一切都符合条件为止。

这通常被称为等待时间，磁盘驱动器的机械部分要求在驱动器等待写入时暂存一下数据。最常见的方法是在驱动器上安一个硅缓存器，这个过程被叫做写回高速缓存。在把主机储存器中的数据转存到磁盘驱动器的过程中，设一个写回缓存器标识，对数据源表示写入程序成功了。实际上，得过一会儿才能开始真正的电磁机械式的数据储存过程。

假如系统上的另一个节点也从这个驱动器读数据，（这是经过许可的操作，因为数据发生器已接到通知，新数据已发送到了这个位置），那么缓存器已在指定位置存储了正确新数据的指示信号就不见了。我们用失效数据一词来表示未更新数据进入新数据区的状态。

无效数据

RAID控制器在各自磁盘阵列的写回缓存器里为与这个特殊的阵列有关的磁盘管理失效数据。假如在软件里设一些适当的开关来检测和阻止它发生，那么数据相关性就只是一个小问题了。

当系统是由多层阵列构成的时候，控制失效数据问题的任务就交给高级别软件去完成，把信号传送给各自的阵列，就不会发生孤立或失效数据问题了。

在这个简化的单一视频服务器模型里，媒体是通过单编码器输入的，并存在一个单实体阵列上。由一个更高级别（通常是第三方API，应用程序接口）登记和管理活动图像数据。通常将其作为任选的“媒体管理”或“资产管理器”包出售。通过这个软件，控制活动图像和数据的过程成为一个闭路过程，因为输入与输出指令必须通过这个管理软件包。该软件在自己的数据库里始终跟踪着数据的有效性。

如果有好几个服务器，每个服务器有自己的任务，情况就变得比较复杂了。这时可以让几个信号源的输入进入不同的编码器，并存在一个较大的磁盘阵列里。这些阵列通常与光纤通道仲裁环相连，由于它的连接方式决定，它可迫使部分重写动作由服务器推迟到存储器，直到有了充足的带宽来把该数据从这个存储器存入另一个存储器。

在类似的应用中，媒体管理软件就更完善，更必不可少了。有时候制造商会提供一个完全独立的CPU和资源管理软件包（作为选件）。这个软件包就像看门狗那样管理服务器之间的数据共享操作。除了这些基本概念外，还有大量的定时和数据验证问题，这些问题会经常在服务器结构的软件与子系统中碰到。

群集的过程和功能正在扩展到设备内和设备间应用中。群集器理念最终将允许整个广播集团通过光纤或通过广域网共享资源。虽然可以让设施连成网共享媒介，可是在这些设施相互离得很远的情况下实现节点资源共享的设想似乎还很遥远。