在“高并發(fā)，海量數(shù)據(jù)，分布式，NoSql，云計(jì)算......”概念滿天飛的年代，相信不少朋友都聽說過甚至常與人提起“集群，負(fù)載均衡”等，但不是所有人都有機(jī)會真正接觸到這些技術(shù)，也不是所有人都真正理解了這些“聽起來很牛的”技術(shù)名詞。下面簡單解釋一下吧。

集群(Cluster)

所謂集群是指一組獨(dú)立的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成的一個松耦合的多處理器系統(tǒng)，它們之間通過網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。應(yīng)用程序可以通過網(wǎng)絡(luò)共享內(nèi)存進(jìn)行消息傳送，實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算機(jī)。通俗一點(diǎn)來說，就是讓若干臺計(jì)算機(jī)聯(lián)合起來工作(服務(wù)），可以是并行的，也可以是做備份。

負(fù)載均衡(Load Balance)

網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載均衡是一種動態(tài)均衡技術(shù)，常見的實(shí)現(xiàn)方式是通過一些工具實(shí)時地分析數(shù)據(jù)包，掌握網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)流量狀況，把任務(wù)合理均衡地分配出去。這種技術(shù)基于現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，提供了一種擴(kuò)展服務(wù)器帶寬和增加服務(wù)器吞吐量的廉價有效的方法，加強(qiáng)了網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)處理能力，提高了網(wǎng)絡(luò)的靈活性和可用性。日常生活中到處都能看到“負(fù)載均衡”，一個超市的收營員高峰期只能服務(wù)10位顧客，當(dāng)做活動時有20位顧客需要服務(wù)的話可能就會排長隊(duì)，這樣購物體驗(yàn)將會很差（就像客戶抱怨系統(tǒng)/網(wǎng)站訪問太慢）。最簡單的辦法就是再招個營業(yè)員，重新開通一個出口。負(fù)載均衡的核心就是“分?jǐn)倝毫?rdquo;。

大規(guī)模集群，通常具備以下一些特點(diǎn)：

(1)高可靠性(HA)。

利用集群管理軟件，當(dāng)主服務(wù)器故障時，備份服務(wù)器能夠自動接管主服務(wù)器的工作，并及時切換過去，以實(shí)現(xiàn)對用戶的不間斷服務(wù)。

(2)高性能計(jì)算(HP)。

即充分利用集群中的每一臺計(jì)算機(jī)的資源，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜運(yùn)算的并行處理，通常用于科學(xué)計(jì)算領(lǐng)域，比如基因分析、化學(xué)分析等。

(3)負(fù)載平衡(LB)。

即把負(fù)載壓力根據(jù)某種算法合理分配到集群中的每一臺計(jì)算機(jī)上，以減輕主服務(wù)器的壓力，降低對主服務(wù)器的硬件和軟件要求。

當(dāng)然，以上的這些特點(diǎn)，在某些適應(yīng)場合下是需要同時具備的。常用的集群又分以下幾種：

load balance cluster （負(fù)載均衡集群）

一共有四兄弟開裁縫鋪，生意特別多，一個人做不下來，老是延誤工期，于是四個兄弟商量：老大接訂單, 三個兄弟來干活。 客戶多起來之后，老大根據(jù)一定的原則(policy) 根據(jù)三兄弟手上的工作量來分派新任務(wù)。

High availability cluster（高可用集群）

兩兄弟開早餐鋪，生意不大，但是每天早上7點(diǎn)到9點(diǎn)之間客戶很多并且不能中斷。為了保證2個小時內(nèi)這個早餐鋪能夠保證持續(xù)提供服務(wù)，兩兄弟商量幾個方法:

方法一：平時老大做生意，老二這個時間段在家等候，一旦老大無法做生意了，老二就出來頂上，這個叫做 Active/Standby.（雙機(jī)熱備）

方法二：平時老大做生意，老二這個時候就在旁邊幫工，一旦老大無法做生意，老二就馬上頂上，這個叫做Active/Passive.（雙機(jī)雙工）

方法三：平時老大賣包子，老二也在旁邊賣豆?jié){，老大有問題，老二就又賣包子，又賣豆?jié){，老二不行了，老大就又賣包子，又賣豆?jié){.這個叫做Active/Active (dual Active)（雙機(jī)互備）

包子= application package, 互相照應(yīng)叫做heartbeat, 頂替對方工作叫做 failover/takeover. 如果兩個兄弟突然都瞎了聾了，不知道現(xiàn)在對方到底是否正在干活，都認(rèn)為自己要頂對方的工作，這個叫做brain-split, 然后需要第三者，比如他們的老爹來解決問題，這個叫做tier-breaker, 或者讓他們兩個的媳婦過來拉走其中一個，這個叫做fency。

high computing clustering （高性能計(jì)算集群）

10個兄弟一起做手工家具生意，一個客戶來找他們的老爹要求做一套非常復(fù)雜的仿古家具，一個人做也可以做，不過要做很久很久，為了1個星期就交出這一套家具，10個兄弟決定一起做。

老爹把這套家具的不同部分分開交給兒子們作，然后每個兒子都在做木制家具的加工，最后拼在一起叫貨.

老爹是scheduler任務(wù)調(diào)度器，兒子們是compute node. 他們做的工作叫做作業(yè)。

（其實(shí)，還有一種，分布式存儲相關(guān)的集群，應(yīng)用于超大規(guī)模網(wǎng)站，云計(jì)算平臺等等。涉及點(diǎn)存儲方面的，這里就不介紹了）

嚴(yán)格來講，這些已經(jīng)超過了一般開發(fā)人員的知識范疇了，想真正理解和掌握這些并不太容易，有時候需要真正的實(shí)踐而不是閉門造車。從運(yùn)維人員和系統(tǒng)架構(gòu)師的角度來看，不僅需要具備豐富的操作系統(tǒng)配置和管理的經(jīng)驗(yàn)，更要具備網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、存儲等相關(guān)的知識（懂算法和底層的就更完美了）。從開發(fā)人員和軟件架構(gòu)師的角度來看，需要考慮的重點(diǎn)又不同了。當(dāng)然，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止我所提到的這些?，F(xiàn)在的Web應(yīng)用一般都比較依賴于基礎(chǔ)架構(gòu)，而越來越脫離了”純軟件架構(gòu)“的本質(zhì)。集群不是萬能的，但有時候確實(shí)相當(dāng)有用。