计算机集群技术应用研究

计算机集群技术应用研究

张 伟 渤海大学信息科学与技术学院 辽宁锦州 121000

【文章摘要】

计算机集群的概念已经越来越近的走进我们的生活。我们时刻都享受着由此带来的便利，但是，对于其中内部细节并没有太多的了解。本文就从其群集类型入手进行研究，这些都是网站应用程序需要必不可少的技术。不同类别的集群技术在各个行业发挥着重要的作用。

【关键词】

高可用性；集群；Linux Virtual Server ； 负载均衡

0 引言

我国正处于经济发展的重要时期，对计算机技术的重视程度越来越大，对计算机的依赖性也变得越来越大。计算机集群技术是使计算机可以实现众多功能的内在核心技术。对计算机集群及时应用研究的目的就在于通过了解其操作的原理更好的进行程序的操作。从现代的发展形势看，大型的企业以及处理大数据的部门以及离不开计算机集群技术。无论是Linux 集群还是WWW 服务器系统以及其他的中级服务器都是由大量的集群技术完成的。

1 计算机集群技术的定义

关于计算机集群技术定义的说法有很多中，在本文中采用了概括性最全的、最科学的一种。集群就是在现代可以使用的高速网络上将其中的工作站或是其他的中间结构，按照一定的顺序进行连接， 组成新的结构形式，在已有的可以进行与计算机进行直接交流的操作平台上进行调度，不断的调度处理形成可以高速处理的网络系统。将专业化的信息转化为通俗的语言就是将不同的终极客户端比如电脑或是手机进行网络连接，在网络的世界里形成一个可以相互联系的组织，不同的终端可以运行在同一个频道上，并在同一个平台上进行系统化的管理。当人们使用的过程中，终端是在与一个集群进行信息的交流，集群为终端提供他需要的服务， 这个过程中的服务器已经发挥了集群的作用。

计算机集群系统分为俩大部分，其一是集群文件系统；其二是集群NS 系统。这两种系统分别对不同的内容有着作用。集群文件系统可以实现对大量小文件的写毛还可以实现一个大文件的写；而集群NS 系统可以将文件间的共享转变为现实， 具备良好的储备性，其以性能高、负载承受力好而著称。集群NS 系统可以文件系统的扩展，实现文件的线性增长。

计算机集群的种类比较分明，大体可以分为三个类型，这三种类型丰富了计算机集群的组织形式，形成了不同的层次。

科学集群是由主服务器进行统一的管理，在主服务器的下面控制一个程序。当有大量的计算需要进行时，这个控制程序将这些计算按照一定的原则分配到网络的其他节点处进行分块运算，这些运算的结果在程序的指导下返回到控制程序， 控制程序将这个最终结果返回到服务器中。这个过程就是将终端的操作指令进行内部处理的过程，最终有服务器返回给终端，用户从终端得到需要的信息。

负载均衡集群是由负载均衡器和主服务器共同组成的。这种集群的处理过程与科学集群有着相似的地方，其中的区别在与进行操作的程序。负载均衡器对数据指令进行分析，确定指令的性质和复杂度，最为首先接到请求的均衡器会按照系统的安排对实时的服务器工作情况进行分析，当服务器比较繁忙的时候，就会将请求分为多个部分，分到多个节点上进行处理。这种集群可以应对大规模的数据处理操作，速度快并且服务器不会损坏。

高可用性集群是简单的由节点构成， 这些节点主要的针对对象不是服务器而是计算机或是终端上可以进行操作的程序。这些程序需要将一定的数据进行存储已被用户再次使用。高可用性集群就是为软件的数据持续性连接进行服务，利用跟踪、监控的计算机技术对软件的数据进行保留。

2 集群的特点

集群系统是运行在计算机上起到将人为操作指令转达计算机并进行返回作用的程序。这些程序的出现使得计算机可以被人们普遍接受，计算机领域发展的速度变得十分的快。集群有着十分突出的几个特点：

2.1 集群的开发时间短

进行集群开发一般都是用于商业， 从事商业的经济活动，迫于企业的需求必须在短时间内开发成功。在进行开发的过程中，集群系统采用的是商业专用的工作站。这样的开发平台给了集群开发者提供了很好的基础，进行开发的过程比较简单，运行的程序兼容性也比较高。由于这样的平台减少了进行操作系统设计和编译的过程，还不会进行节点的重新研究， 为使用者的开发提供了很好的条件。外界的需求压力加上宽松的开放环境以及成熟的操作系统，使得系统开发周期变得十分短，而且做出的成品质量也十分的高。

2.2 用户使用放心

一般来讲，用户对高端的科技产品了解比较少，对采用的系统或是如何的内部运行没有深入的研究，甚至就不知道如何进行研究。然而，集群帮助用户解决了这个问题。在购买终端机的时候，用户不会担心由于其内部运行速度不快而受到经济损失。因为集群可以将运行速度大大地提高，集群首先将是一个系统，可以处理终端机上的软件操作，识别用户的操作指令，并做出相应的答复；然后它还是一个处理器，这个功能就决定了它的每一个节点都可以成为一个处理数据的工作站， 对输入的指令进行分析处理，甚至是单一的工作站就可以完成指令的操作。这样一来，使得用户不用担心会出现终端机反应速度慢的问题。

2.3 集群研发的费用低

集群一般情况下都是进行小规模生产的，投入的资金比较少，与高额的巨型机投入相比就是九牛一毛。与巨型机或是PC 不同，他们都是大批量进行生产的，价格自然十分的昂贵，一般来讲都会达到上千万美元。集群研发就不会出现这样的情况，一个集群系统仅仅需要几个或是十几个工作站就可以应对几乎所有的用户指令，为用户提供服务，为软件的操作系统提供保留数据。由于其上产批量小，使用的人数比较少，可以共享，导致了价格比较低。

2.4 集群节约了网络资源

集群系统是立足于网络基础上建立起来，对网络资源的共享性做出了比较大的贡献，为整个系统资源的使用提供了新的机会和途径。集群是一种灵活多变的结构，可以将不同性能的、不同结构的工作站进行联合，还可以将终端设备连接在一起。从使用得到情况上看，集群在整个系统中的工作效率比终端机的自身系统的使用效率要高出很多，对资源的分享力或是传送力效率更高。一般来讲，当终端机超过百台的时候，集群使用效率会高到80% 以上，而单机系统的使用效率连其十分之一都不到。当终端系统处于不同的状态或是进行更新的过程中，集群仍然可以进行信息的传递，保障终端数据的连续性。

2.5 集群的编辑性好

集群是计算机运行离不开的内部运转系统。进行集群的创新或是研发都是十分平常的事情，这就需要集群的编辑性好，对不同的操作指令识别能力强，便于不同操作员的编程操作。除了传统的C++ 编程方式，还有支持其他多个系统下的编程方式，支持多种编程语言。兼容性的强大带给系统良好的承接性和创新空间。

3 计算机集群技术的具体应用

集群有着不同的层次，有着良好的特性，对于计算机的发展起到了很大的推动性。集群的出现使得计算机可以在短时间内进行大量数据的处理，使得其在实际的生活生产中的作用十分明显。如今这个“快鱼吃慢鱼”的时代，集群系统满足了人们对时间方面的需求，满足了人们对客观环境的需求。集群以自身的优势在短暂的