集群与分布式基础
1.集群 Cluster
Cluster：集群,为解决某个特定问题将多台计算机组合起来形成的单个系统
Cluster分为三种类型：
- LB：Load Balancing，负载均衡，多个主机组成，每个主机只承担一部分访问请求
- HA：High Availiablity，高可用，避免SPOF（single Point Of failure）
- HPC：High-performance computing，高性能
2.分布式系统
分布式存储： Ceph，GlusterFS，FastDFS，MogileFS
分布式计算：hadoop，Spark
分布式常见应用:
- 分布式应用-服务按照功能拆分，使用微服务
- 分布式静态资源--静态资源放在不同的存储集群上
- 分布式数据和存储--使用key-value缓存系统
- 分布式计算--对特殊业务使用分布式计算，比如Hadoop集群
3.集群和分布式的关系
集群：
同一个业务系统，部署在多台服务器上。集群中，每一台服务器实现的功能没有差别，数据和代码都是一样的
分布式：
一个业务被拆成多个子业务，或者本身就是不同的业务，部署在多台服务器上。分布式中，每一台服务器实现的功能是有差别的，数据和代码也是不一样的，分布式每台服务器功能加起来，才是完整的业务
关系:
分布式是以缩短单个任务的执行时间来提升效率的，而集群则是通过提高单位时间内执行的任务数来提升效率。
对于大型网站，访问用户很多，实现一个群集，在前面部署一个负载均衡服务器，后面几台服务器完成同一业务。如果有用户进行相应业务访问时，负载均衡器根据后端哪台服务器的负载情况，决定由给哪一台去完成响应，并且一台服务器垮了，其它的服务器可以顶上来。分布式的每一个节点，都完成不同的业务，如果一个节点垮了，那这个业务可能就会失败
4.集群的设计原则
- 可扩展性—集群的横向扩展能力
- 可用性—无故障时间 (SLA service level agreement)
- 性能—访问响应时间
- 容量—单位时间内的最大并发吞吐量(C10K 并发问题)
5.集群的设计实现
5.1基础设施方面
提升硬件资源性能—从入口防火墙到后端 web server 均使用更高性能的硬件资源
多域名—DNS 轮询A记录解析
多入口—将A记录解析到多个公网IP入口
多机房—同城+异地容灾
CDN(Content Delivery Network)—基于GSLB(Global Server Load Balance)实现全局负载均衡，如：DNS
5.2业务方面
分层：安全层、负载层、静态层、动态层、(缓存层、存储层)持久化与非持久化
分割：基于功能分割大业务为小服务
分布式：对于特殊场景的业务，使用分布式计算
6.LB Cluster 负载均衡集群
6.1实现方式划分
硬件:
F5 Big-IP
Citrix Netscaler
A10 A10
软件:
lvs：Linux Virtual Server，阿里四层 SLB (Server Load Balance)使用
nginx：支持七层调度，阿里七层SLB使用 Tengine
haproxy：支持七层调度
ats：Apache Traffic Server，yahoo捐助给apache
perlbal：Perl 编写
pound
6.2协议层次划分
- 传输层（通用）：DNAT 和 DPORT
LVS：
nginx：stream
haproxy：mode tcp- 应用层（专用）：针对特定协议，常称为 proxy server
http：nginx, httpd, haproxy(mode http), ...
fastcgi：nginx, httpd, ...
mysql：mysql-proxy, mycat...
6.3负载均衡的会话保持
- session sticky：同一用户调度固定服务器
Source IP：LVS sh算法（对某一特定服务而言）
Cookie - session replication：每台服务器拥有全部session
session multicast cluster - session server：专门的session服务器
Memcached，Redis
7.HA 高可用集群
keepalived：vrrp协议
Ais：应用接口规范
heartbeat
cman+rgmanager(RHCS)
coresync_pacemaker
