基于Linux系统的机架服务器集群解决方案

基于Linux系统的机架服务器集群解决方案1.什么是服务器集群........................................................................................................................11.1.集群的概念.......................................................................................................................21.2.并行技术.............................................................................................................................32.使用MPICH构建一个四节点的集群系统.................................................................................31.什么是服务器集群随着Internet的爆炸性增长，Internet与人的生活越来越息息相关，通过Internet上进行交易也就越来越受关注。近几年，电子商务的年增长均超过100%。服务器的工作量也迅速增长，所以服务器(特别是一个受人欢迎的WEB服务器)很容易在访问高峰时期过载。而另一方面，计算机从1946年单纯的科学计算任务到现在大量纷繁复杂的信息处理，工作量越来越大，需要越来越快的处理能力。所以计算机界就不得不不断研究更快的处理器，存储器，以适应这一需求。然而，科学家们意识到，单块处理器的速度发展空间是有限的，为什么不能让计算机象人一样协同工作，“群策群力”地将工作完成好呢!这时，就掀起了“并行计算”的研究。举个例子来说，我们架设了一台服务器，上面构建了一个电子商务网站，然而随着时间的推移，名声越来越大，这时点击率也就越来越高，服务器的负载也就越来越高。这种情况下，我们就必须提升服务器的能力，以满足以益增长的服务请求。这时，我们就面临两种选择：1)升级服务器，采用更快的CPU，增加更多的内存，使其更具有POWER;但日益增长的服务请求又会使服务器再次过载，需要再次升级，这样就陷入了升级的怪圈。还有，升级时还得考虑到服务如何接续，能否中止!2)增加服务器，让多台服务器来完成相同的服务。这种方法就是服务器集群，通过并行技术来大大提升系统性能。也就是这一章的主要内容，这种方法具有很好的扩展性，而且可以最大限度地利用已有投资。1.1.集群的概念集群，是一组独立的计算机系统构成一个松耦合的多处理器系统，它们之间通过网络实现进程间的通信。应用程序可以通过网络共享内存进行消息传送，实现分布式计算机。近几年来，微处理器、内存、总线技术、网络技术有了非常大的进步，软件的并行技术也有了非常大的进步，这使得让一组廉价的个人电脑与工作站协同工作成为可能，甚至可以与拥有强大的芯片处理能力的超级计算机竞争。比如，16个普通微处理器组成的集群系统可以达到亿次级浮点计算机能力，而且总的成本小于40万元。不幸的是，建造一个集群并不是一件简单的事件。集群的组成部分必须根据要运行的主要应用进行调整，以使之运行在最佳状态。这此因素带来的结果就是，建造集群系统不是只有一个标准的方案，在本章中，我们就会看到许多种建造方案。集群技术是计算机系统结构的前沿领域，笔者也仅是略有了解，希望本文能起到抛砖引玉之用。1.2.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。2.1所需设备1).4台采用PentiumII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SMC9332EtherPower10/100(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。2.2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PentiumII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192.168.1.1、192.168.1.2、192.168.1.3、192.168.1.4。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。