Linux集群的研究及应用结课论文.doc

Unix/linux体系及编程
结课作业
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专业班级: 软件09k2 学生姓名:何少华
学号:091909020211 指导教师:阎蕾


Linux集群的研究及应用
摘要:
随着计算机技术的发展和越来越广泛的应用,人们对计算机的依赖程度也越来越高。计算机的可靠性和可用性也变得越来越重要了。尽管单台计算机的性能和可靠性越来越好,但还是有许多现实的要求是单台计算机难以达到的。计算机集群技术就是将多台计算机组织起来进行协同工作来模拟一台功能更强大的计算机的技术。
本文首先对现有服务器集群系统的技术进行了分析,介绍了几个典型的集群系统,重点讨论了负载均衡集群(LVS)和高可用集群(High Availability)的工作原理和实现技术。然后根据现有的集群技术的缺点进行了改进,将负载均衡集群和高可用集群整合在一起,结合Linux 软件RAID5技术实现了三层构架的到了昂贵的商业硬件存储解决方案所实现的效果。
关键字:Linux;集群;LVS;High Availability;共享存储
1 引言
选题背景和意义
当今计算机技术已进入以网络为中心的计算时代。由于客户/服务器模型的简单性、易管理性和易维护性,客户/服务器计算模式在网上被大量采用。在九十年代中期,万维网(World Wide Web)的出现以其简单操作方式将图文并茂的网上信息带给普通大众,Web也正在从一种内容发送机制成为一种服务平台,大量的服务和应用(如新闻服务、网上银行、电子商务等)都是围绕着Web进行。流量爆炸式地增长。
现在Web服务中越来越多地使用CGI、动态主页等CPU密集型应用,这对服务器的性能有较高要求。未来的网络服务会提供更丰富的内容、更好的交互性、更高的安全性等,需要服务器具有更强的CPU和I/O处理能力。例如,通过HTTPS(Secure HTTP)取一个静态页面需要的处理性能比通过HTTP的高一个数量级,HTTPS正在被电子商务站点广为使用。所以,网络流量并不能说明全部问题,要考虑到应用本身的发展也需要越来越强的处理性能。
大部分网站都需要提供每天24小时、每星期7天的服务,对电子商务等网站尤为突出,任何服务中断和关键性的数据丢失都会造成直接的商业损失。例如,根据Dell的新闻发布,Dell现在每天在网站上的交易收入为一千四百万美元,一个小时的服务中断都会造成平均五十八万美元的损失。所以,这对网络服务的可靠性提出了越来越高的要求。
国内外的研究现状
九十年代末期,Linux操作系统不断走向成熟,它的健壮性不断增强,并且提供了GNU软件和标准化的PVM、MPI消息传递机制,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。在国内,包括中国科学院在内的许多大学与研究机构早在20世纪90年代就开始了基于Linux集群研究,联想、浪潮等国内许多公司都有Linux集群产品和解决方案。Google、Baidu和腾讯后台均采用Linux集群,其中Google在2005年就达到了200万台,不仅如此,Linux集群大量在金融、证券、电信以及IT行业使用。
名为 High-Availability Linux 的开源项目的目标是,通过社区开发努