一、集群技术的简介
1、集群技术的概念
它是指使用特定的方法两台及两台以上互联计算机并行或分布，实现了统一协调管理多台计算机的资源。集群技术能够用在网络服务器以及普通的计算机上，它能够将多台计算机整合起来组成一个整体，然后这些计算机中的每一台计算机都能够分担部分的计算任务。而且，集群技术能够集合这些计算机的性能，使得整体计算实力得到了非常大的增加，同时，如果系统中某一台计算机发生了故障，系统就能利用软件把这台计算机在系统中隔离开来，其他的计算机利用负载均衡机制重新分担负载，与此同时，发出警报提醒网络管理人员，对内表现是一个系统，对外则是一台计算机，使得系统中的每一台计算机都能够承担些许容错任务。集群技术的利用能够提供给外部高性能、连续的服务，使得多台计算机联合起来发挥出超级计算机的能力。
2、集群技术特点
计算机的集群技术有下面这几个特点：
（1）高度的可用性，利用计算机集群技术可以隔离出出现故障的计算机，避免了发生单点故障的能力，使得计算机能够并行运算与故障恢复，提供了很高的可用性；
（2）可伸缩性，普通的单台计算机能力比较有限，既能够增加计算机的CPU、内存等硬件设施，还可以增加几台计算机这样就能扩展了系统性能，新增加计算机与以前的计算机集成到一起，提供给外部高性能的服务；
（3）易管理性，集群技术对外部的表现是一个单一系统，管理员使用简单的指令就能够进行远程的管理工作。
3、集群分类
它可以分为这三种：
（1）科学集群，它是利用集群技术并行运算的功能，来解决一些比较复杂的科学难题。科学集群由非常多的独立处理器构成，对外则类似于超级计算机。
（2）负载均衡集群，利用这项技术能够使得负载比较均衡的分担在计算机集群中。一般有应用程序负载以及网络流量负载，计算机集群中的每个节点都能承担一定的负载进行处理，并且在处理过程中可以进行动态分配，实现了负载的均衡，一般情况下，负载均衡集群的每一个节点都是单独运行的软件系统。
（3）高可用性集群，它主要是为了提高整体系统的可用性，如果集群当中某一个系统发生了故障，集群软件就能够迅速的做出反应，及时的将这一系统的任务分配给集群中的其它工作的系统中执行其任务。
4、构建集群系统的原则
构建集群系统必须首先考虑系统管理以及网络管理的需要，其次才是系统的成本。如果一些企业运行的是关键业务，比如电信行业，它是不能承担网络服务器意外停机造成的损失，高性能的集群系统能够满足这些个企业的需要，相对来说，集群的性能要求越高，那么系统的造价也就越高。集群系统的可用性能能够分为这几个等级：
（1）系统的可靠性以及品质；
（2）增加的故障恢复功能；
（3）部件冗余；
（4）系统级以及应用程序级冗余；
（5）容错功能。“系统的可靠性以及品质”是集群系统中等级最低的，成本也是最低的，能够通过备份数据以及更新内存，使用不间断的电源以及服务器的自动重启等等方法来实现。如果想得到更高一些级别的可用性能等级我们就需要增加更多的硬件设备冗余，比如增加双控制器及RAID等等。相应的可用性能等级中“容错”的可用性等级是最高的，相应的其成本也是最高的。
二、在网络中实现集群关键技术
计算机的虚拟化技术的快速发展，也极大的推动了网络的管理技术的进步，相应的，集群技术也在网络管理中应用也越来越广泛。虚拟化技术使用集群系统能够在结构上变成一个对用户来说透明的系统，它通过控制物理服务器，实现了资源的最大化以及性能的最优，是集群系统的关键。现在比较通用的实现服务器虚拟化技术有三种：
（1）NAT技术
当前，我们在网络中一般使用TPV4版本的IP地址，地址的资源比较有限，随之保留一些私有网段，可以重复在不同局域网内使用，当访问外网时利用NAT技术把私有IP转换成公用的IP地址。节省了IP地址，但是效率比较低。这一技术需要一台管理机来管理网内的服务器，用来建立虚拟IP同真实IP间的对应关系，保证数据的传输。
（2）IP隧道技术
真实服务器的数量比较多时，响应报文则占用了管理机大量的资源，使得网络的吞吐量下降，利用IP隧道技术就能解决掉这个问题。把请求报文跟应答报文分开进行处理，在管理机与每台真实服务器之间建立一个IP隧道，将请求报文封装转发给后端真实服务器，相应报文能够从后端真实服务器直接返回给客户，实现了集群系统的性能提升。
（3）利用直接路由实现虚拟服务器
它与IP隧道技术比较相似，都是减少管理机对应答报文的处理，它要求参与集群的计算机与管理机必须在一个网段上，管理机接受到请求包时能够直接送到参与集群的节点上。
三、结语
现代社会技术的发展，能够用于网络管理的方法也是越来越多，技术也变的非常复杂，我们对网络的性能、安全等方面的要求也变的很高，集群技术在应用后在网络管理中占了非常重要的地位，它可以使多台计算机之间建立起联系，协同工作，提高了网络的性能以及管理的水平。
作者：王洋 单位：三门峡职业技术学院
