基于IA架构高性能集群系统技术

利用最新的4、8路IA服务器架构的高性能服务器集群系统， 采用了领先的VI（Visual Interface）技术，有效地消除了系统中节点之间通讯的瓶颈...

利用最新的4、8路IA服务器架构的高性能服务器集群系统， 采用了领先的VI（Visual Interface）技术，有效地消除了系统中节点之间通讯的瓶颈；同时，系统采用的负载均衡技术使用户设备可以充分得到利用，并且达到了4个9的可靠性，具有极高的产品性价比，为Internet的应用提供了一个强有力的数据库服务器平台。

　　1．系统概述

　　数据中心领域一直是高端RISC服务器的天下，多年来人们只有选择AS400 、E10000、HP9000等这样的小型机，价格昂贵，维护成本高。而IA 架构服务器价格低廉，易于使用和维护，通过Cluster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新的方向。

　　对于成长中的大型用户来讲，数据中心或数据仓库中所保存的企业经营、管理数据的增长是十分惊人的，而这些数据对大型用户的作用又是非常重要的。发展若干年中积累下的数据是一笔宝贵的财富，通过对这些浩若烟海的数据进行分析，经营者们能够得出直观的经营图表、曲线，能够为以后大型用户的发展提供有力的决策支持。但是由于这样的数据随着时间的流逝不断膨胀，给大型用户的IT系统管理人员带来了巨大的压力。

　　用户到底需要什么样的服务器才能满足目前和未来发展的需要？

　　首先要有超强的计算能力，可以承受长时间、大用户量的并发访问。

　　其次，服务器系统的高可用性、易用易管理对于用户也是极为重要的，如果系统出现故障，造成服务的中断，或者重要资料的丢失，会给用户造成挽回的损失。所以，用户在选择服务器系统时一定要考虑高可用的系统方案。

　　第三，随着数据的不断堆积，对数据的查询和统计将使系统变得越来越慢，硬件设备的更新换代可以说是一个发展中的大型用户必不可少的工作。

　　利用最新的4、8路IA服务器架构的高性能服务器集群系统[1]， 采用了领先的VI（Visual Interface）技术，有效地消除了系统中节点之间通讯的瓶颈；同时，系统采用的负载均衡技术使用户设备可以充分得到利用，并且达到了4个9的可靠性，具有极高的产品性价比，1999年推出以来引起了用户的广泛关注，为国内广大用户提供了一个强有力的数据库服务器平台。

　　2．系统原理

　　高性能服务器集群系统是基于2节点或4节点的集群，最多可达32个CPU，内存最大支持32GB。4节点构成一个工作单元，最多可级联16个工作单元。

　　各节点为IA服务器，它支持4路或8路Pentium III Xeon CPU并行处理。每台服务器上插一块千兆网卡或vi结构的高速交换卡，连接至一台高速交换机（可以是千兆以太网卡交换机或某些特殊的高速交换机，例如vi结构的高速交换机）做为服务器彼此之间的数据交换用，称之为SAN（Server Area Network）交换机。

　　每台服务器插有一块百兆或千兆以太网卡，连接到局域网用的交换机或集线器上，为客户端的访问提供连接服务。

　　四台服务器共享一台光纤通道磁盘阵列柜。每台服务器有两块光纤通道卡，分别连接到两个光纤通道的集线器上，每个集线器分别连接到光纤通道磁盘阵列柜的两个控制器上。对于光纤通道磁盘阵列柜，只要有一个控制器能正常工作，整个阵列柜就能正常工作，因此这种配置方案是冗余的，防止单点失效。对于最重要的存放在磁盘阵列柜中的数据，还可采取将集群系统与磁盘阵列柜分别存放的方式来确保数据安全，光纤通道允许集群系统与磁盘阵列柜之间最长10公里的距离。

　　每台服务器有一个硬盘区域，用于安装本机的引导系统和数据库系统的管理部分。用户数据存储在共享的磁盘阵列柜中。

　　在局域网中，有一台客户机做为管理控制台，在其上安装有数据库的管理控制台，用于管理并行数据库，可以同时监控四个节点上的数据库实例，实现启动、停止、监控运行性能等功能。

　　另外在这台客户机上安装有网管系统，SAN的管理控制台，磁盘柜的管理控制台，UPS管理控制台等，实现集群系统的统一管理。有的管理功能实现时只需要安装TCP/IP协议，有的则还需要安装SNMP协议才能正常工作。

　　一个良好的集群系统除了优秀的性能指标之外，还需要有相应的操作系统和数据库的支持，我们目前的集群系统支持WINDOWS NT 4.0 及WINDOWS 2000操作系统[2],在数据库方面支持ORACLE和DB2。它不运行在单机上，只有在多个节点同时工作时，才能够显示出它的性能,并使得系统能够真正做到负载均衡（Load Balance）。

　　2.1 两节点集群系统

　　从方案的配置上来说，用户可以根据需要做不同的选择，可以使用两台高端服务器实现一个虚拟主机。这时，采用vi结构的高速交换设备更具有优越性，不需要使用vi 交换机，可以用每台服务器上的vi结构的高速交换卡直连实现服务器之间的高速数据交换。如果使用千兆以太网卡，还需要千兆交换机，成本较高。



2.2 四节点集群系统

　　集群系统方案的设计目标是支持4节点的cluster，在实现时以4个节点加相应存储设备和交换设备构成一个工作单元。每个工作单元由四台独立的4路或8路服务器组成的服务器阵列作为一个虚拟的容错主机工作，四台服务器共享一台光纤通道磁盘阵列柜。每台服务器有两块光纤通道卡，分别连接到两个光纤通道的集线器上，每个集线器分别连接到光纤通道磁盘阵列柜的两个控制器上。对于光纤通道磁盘阵列柜，只要有一个控制器能正常工作，整个阵列柜就能正常工作，因此这种配置方案是冗余的，防止单点失效。

3. 系统特性

　　高性能服务器集群系统解决方案已经可以实现4结点的集群，超过传统cluster两结点的限制。如果集群中每结点采用8CPU服务器，那么4结点的集群系统可以支持32个处理器，在性能上完全可以与传统的RISC小型机和中型机相抗衡。

　　3.1 负载均衡：

　　负载均衡的概念：多台服务器为对称方式，每台服务器都具备等价的地位，都可以单独对外提供服务而无须其他服务器的辅助。然后通