集群系统的概念简述

集群系统的概念简述

1.集群系统的原由

集群系统习用的单一集中式系统如大型主机（Mainframes）是庞大的，其功能也非常强，它们具有数据完整性和管理容易的优点，因为它仅是一个单一的系统，带有单个安全的领域——所有的用户都连接到同一个系统上。这种单个的集中式系统的缺点是灵活性差——只可在一个地方使用，并且所有用户必须连接到一处。另外，集中式系统通常非常昂贵，需要花更多的钱，然而随着时间的推移，全部系统必须用新系统替换，因而进一步需要花费。

分布式系统通常是由许多系统组成的，它们共同的能力可超过一个单一集中式系统的能力，分布式系统有一个优点就是它是局域为.所以，无论何时，无论在哪儿，只要需要，就可以使用它，用户拥有系统，并且可控制它们的使用，但是这些优点也可能成为管理上的麻烦，因为有这么多的系统要管理，通常需要更多的系统管理人员，并且可能对工作效率带来不利的影响，因为数据定位同步使数据完整性控制起来会更因难。

网络系统比分布式系统虽然又进了一步，但目前的网络计算环境存在许多缺点，如只有1/3的网络计算能力得到利用，不同厂商的网络环境不能协同工作，不同机器的数据格式（字长、字序）不能自动转换，没有通用的网络命名机制，编写分布应用程序十分繁琐等等。

从当前作用的不同层次的计算环境来看，也存在以下许多不足∶

（1）多协同工作环境，开发者之间使用Email或fp传递数据，存在正确性问题，迫使开发者在他不熟悉的机器中工作;

（2）单机环境。计算能力受到限制;

（3）局部数据存储。以工作站服务器作数据储备，随着系统增长，磁盘空间会出现不足;

（4）数据和程序迁移，网络计算环境无法跟踪位置和名称的变化;

（5）应用维护。修改分布应用程序十分困难。

为了解决这些间题，研制了一种把各种分离的主机和分离的存储设备、网络连成为一个单一的逻辑系统，或称其为集群系统的体系结构.集群系统是一个高

度集成的整体，包括软件、主机、存储设备。各种规模的计算机，从台式机到数据中心，都可包括在一个集群中。集群系统的运作如单一虚拟系统一样。

集群中的每一个节点都是由在操作系统的一个范例控制之下的一个或多个处理机组成的。

图中分别表示了一种传统网络系统和集群系统。由图可见，在某一CPU故障时，传统网络系统中的连在其CPU的存储外设不能使用，而在集群系统中则仍可使用。

网络操作系统和局域网（LAN），虽也提供某些集群的特性和优点，但具有很大的局限性。孤立的LAN 与网络操作系统不能视为集群，因为对于解决当今企业范围分布式计算来说，单有LAN 与网络操作系统是不够的。