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Microsoft 群集服務 (MSCS) 簡介

2013-11-11 21:54:20  來源: Windows系統管理 

  簡介
  在任何情況下僅僅交付一個具有豐富功能集的高質量應用程序是不夠的在越來越多的時候它還必須滿足高可用性標准您是否因為群集技術看起來過於高深難於理解和使用而沒有使應用程序再提高一個層次? 隨著 Microsoft 的群集服務在 Windows NT? 中引入以及在 Windows Server 系列中正式提供開發人員可使用一些簡單工具在群集環境中部署應用程序這些工具能夠將群集中的應用程序登記為一般應用程序並且能夠通過編寫 Windows 腳本的方式來控制應用程序的配置
  
  群集將兩個或多個服務器連接在一起使其對客戶端呈現為單個計算機在一個群集中連接服務器可以分擔工作負載實現單點操作/管理並為滿足增長的需求進行相應的調整提供了一種途徑因此通過群集可以產生具有高可用性的應用程序
  
  本文著重介紹三種支持群集的 Microsoft 服務器技術之一群集服務我們將說明如何在群集環境中對應用程序輕松執行性能檢查而無需更改應用程序代碼
  
  三種群集技術
  Microsoft 服務器提供了三種支持群集的技術 網絡負載平衡 (NLB)組件負載平衡 (CLB) 和 Microsoft 群集服務 (MSCS)
  
  網絡負載平衡
  
  網絡負載平衡充當前端群集用於在整個服務器群集中分配傳入的 IP 流量是為電子商務 Web 站點實現增量可伸縮性和出色可用性的理想選擇 最多可以將 個運行 Windows Server 系列產品的計算機連接在一起共享一個虛擬 IP 地址NLB 通過在群集內的多個服務器之間分配其客戶端請求來增強可伸縮性隨著流量的增加可以向群集添加更多的服務器任何一個群集最多可容納 個服務器NLB 在為用戶提供連續服務的同時還提供了高可用性即自動檢測服務器故障並在 秒內在其余服務器中重新分配客戶端流量
  
  組件負載平衡
  
  組件負載平衡可以在多個運行站點業務邏輯的服務器之間分配負載它在最多包含八個等同服務器的服務器群集中實現了 COM+ 組件的動態平衡在 CLB 中COM+ 組件位於單獨的 COM+ 群集中的服務器上激活 COM+ 組件的調用是平衡到 COM+ 群集中的不同服務器的負載CLB 通過作用於多層群集網絡的中間層與 NLB 和群集服務配合工作 CLB 是作為 Application Center 的特性提供的可與 Microsoft 群集服務在同一組計算機上運行
  
  群集服務
  群集服務充當後端群集可為數據庫消息傳遞以及文件和打印服務等應用程序提供高可用性當任一節點(群集中的服務器)發生故障或脫機時MSCS 將嘗試最大程度地減少故障對系統的影響
  
 

  
三種支持群集的 Microsoft 服務器技術

  
  通過 Microsoft 群集服務實現故障轉移
  MSCS 故障轉移功能是通過群集中連接的多個計算機中的冗余實現的每台計算機都具有獨立的故障狀態為了實現冗余需要在群集中的多個服務器上安裝應用程序但在任一時刻應用程序只在一個節點上處於聯機狀態當該應用程序出現故障或該服務器停機時此應用程序將在另一個節點上重新啟動 Windows Server 數據中心版支持在一個群集中最多包含 個節點
  
  每個節點都具有自己的內存系統磁盤操作系統和群集資源的子集如果某一節點出現故障另一個節點將接管故障節點的資源(此過程稱為故障轉移然後Microsoft 群集服務將在新節點上注冊資源的網絡地址以便將客戶端流量路由至當前擁有該資源的可用系統當故障資源恢復聯機狀態時MSCS 可配置為適當地重新分配資源和客戶端請求(此過程稱為故障恢復要使應用程序恢復到發生故障轉移時的那一點節點必須能夠訪問保持應用程序狀態的共享存儲區
  
  請注意Microsoft 群集服務旨在提供高可用性而不是真正的容錯功能容錯一詞通常用於描述提供更高級別恢復功能的技術容錯服務器通常使用結合了特定軟件的高級硬件或數據冗余提供從單個硬件或軟件故障近乎瞬時的恢復這類解決方案的成本遠遠高於群集解決方案因為您必須購買冗余硬件而冗余硬件只不過閒置在那裡用於故障恢復Microsoft 群集服務使用價格適宜的標准硬件提供出色的高可用性解決方案同時最大程度地利用計算資源
  
  Microsoft 群集服務基於無共享的群集模型無共享模型規定雖然群集中有多個節點可以訪問設備或資源但該資源在一個時刻只能由一個系統占有和管理(在 MSCS 群集中資源是指任何可以聯機或脫機可在群集中進行管理一個時刻只能以一個節點作為宿主並可以在節點之間移動的物理組件或邏輯組件
  
 

  
Microsoft 群集服務

  
  群集服務結構
  Microsoft 群集服務由三個主要組件構成群集服務資源監視器和資源 DLL此外還可以利用群集管理器創建提供管理功能的擴展 DLL
  
  群集服務
  
  群集服務是核心組件並作為高優先級的系統服務運行群集服務控制群集活動並執行如下任務協調事件通知加速群集組件之間的通信處理故障轉移操作和管理配置 每個群集節點都運行自己的群集服務
  
  資源監視器
  
  資源監視器是群集服務和群集資源之間的接口並作為獨立進程運行群集服務使用資源監視器與資源 DLL 進行通信DLL 處理所有與資源的通信因此 DLL 以資源監視器為宿主可以保護群集服務免受運行不正常或停止工作的資源造成的影響資源監視器的多個副本可以在單個節點上運行從而可以將無法預測的資源與其他資源隔離開
  
  群集服務在需要對資源執行操作時向分配給該資源的資源監視器發送請求如果資源監視器的進程中沒有可以處理該類型資源的 DLL則使用注冊信息加載與該資源類型相關聯的 DLL然後將群集服務的請求傳遞至其中一個 DLL 的入口點函數資源 DLL 將處理操作的細節以滿足資源的特定需要
  
  資源 DLL
  
  第三個關鍵的 Microsoft 群集服務組件是資源 DLL資源監視器和資源 DLL 使用資源 API 進行通信資源 API 是用於管理資源的入口點回調函數和相關結構及宏的集合
  
  對於群集服務而言資源是任何可進行管理的物理組件或邏輯組件例如磁盤網絡名IP 地址數據庫Web 站點應用程序以及任何其他可以聯機和脫機的實體資源可按類型進行組織資源類型包括物理硬件(例如磁盤驅動器)和邏輯項(例如 IP 地址文件共享和一般應用程序)
  
  每個資源都使用資源 DLL它主要是資源監視器和資源之間的被動轉換層資源監視器調用資源 DLL 的入口點函數來查看資源的狀態使資源聯機和脫機資源 DLL 負責通過任何方便的 IPC 機制與其資源進行通信以實現這些方法
  
  實現其自身資源 DLL 與群集服務通信的應用程序以及使用群集 API 請求和更新群集信息的應用程序都被定義為識別群集的應用程序不使用群集或資源 API 以及群集控制代碼函數的應用程序和服務都不識別群集也不知道群集服務在運行這些不識別群集的應用程序通常作為一般應用程序或服務進行管理
  
  識別群集的應用程序和不識別群集的應用程序都可以在群集節點上運行並且都可以作為群集資源進行管理但是只有識別群集的應用程序可以利用群集服務通過群集 API 提供的功能開發識別群集的應用程序需要建立自定義資源類型通過自定義資源類型開發人員可以使其應用程序在群集內發生各種事件(例如節點即將脫機因此會關閉數據庫連接)時作出響應並采取必要的措施
  
  對於大多數需要在群集中運行的應用程序最好投入一些時間和資源開發自定義資源類型不過可以先在群集環境中對應用程序進行測試而不必修改應用程序的代碼或創建新的資源類型在 Windows Server 系列中未經修改的應用程序可以作為不識別群集的應用程序以基本級別運行群集服務專為此用途提供了一般應用程序資源類型
  
  群集管理器擴展 DLL
  群集管理器擴展 DLL 在群集管理器內提供特定於應用程序的管理功能允許用戶以同樣的方式管理他們的應用程序無論該應用程序是在群集內部運行還是在群集外部運行開發人員可以在群集管理器的框架內提供應用程序管理功能或只是將這些功能鏈接到現有的管理工具
  
  開發人員可以通過編寫擴展 DLL 來擴展群集管理器的功能群集管理器應用程序通過一組已定義的 COM 接口與擴展 DLL 進行通信擴展 DLL 必須實現一組特定的接口並且在群集的每個節點上都進行注冊
  
 

  
關鍵組件 群集服務資源監視器和資源 DLL

  
  不識別群集的應用程序
  不提供其自身資源 DLL 的應用程序或服務仍可以在群集環境中進行配置Windows Server 系列中的群集服務包括僅用於此目的的一般資源 DLL一般應用程序資源 DLL 和一般服務資源 DLL群集服務將這些應用程序或服務看作是不識別群集的一般應用程序或服務
  
  一般資源 DLL 只提供最基本的控制例如一般應用程序資源 DLL 通過確定應用程序的進程是否仍然存在來檢查應用程序是否發生故障並通過終止進程使應用程序脫機但它並不依賴於其他資源而是提供一個在群集環境中測試應用程序的簡單方法
  
  高可用性記事本
  並非所有應用程序都能在群集中高效地工作最有效的評估方式就是在群集中實際部署應
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