极客笔记集群操作系统
集群系统与并行系统类似，因为两种系统都使用了多个中央处理器。主要区别在于集群系统由两个或多个独立系统链接在一起组成。它们拥有独立的计算机系统和共享存储介质，所有系统共同完成所有任务。所有集群节点使用两种不同的方法相互交互，如 消息传递接口(MPI) 和 并行虚拟机(PVM) 。
在本文中，您将了解集群操作系统的类型、分类、优点和缺点。
集群操作系统是什么
集群操作系统是软件和硬件集群的组合。硬件集群有助于在所有计算机系统之间共享高性能磁盘，而软件集群为所有系统提供更好的操作环境。集群系统由多个节点组成，每个节点都包含其集群软件。集群软件安装在集群系统的每个节点上，并监控集群系统，确保其正常运行。如果集群系统的一个节点故障，其他节点将接管其存储和资源，并尝试重新启动。
集群组件通常通过快速区域网络连接，每个节点执行其操作系统的实例。在大多数情况下，所有节点共享相同的硬件和操作系统，而在其他情况下可能使用不同的硬件或不同的操作系统。使用集群系统的主要目的是用于天气预报、科学计算和超级计算系统。
有两种集群可用于创建更高效的集群。它们如下：
- 软件集群
- 硬件集群
软件集群
软件集群允许所有系统共同工作。
硬件集群
它有助于在系统之间共享高性能磁盘。
集群操作系统的类型
主要有三种类型的集群操作系统：
- 非对称集群系统
- 对称集群系统
- 并行集群系统
非对称集群系统
在非对称集群系统中，所有节点中的一个节点处于热备用模式，而其余节点运行关键应用程序。热备用模式是完全故障安全的，也是集群系统的一个组件。节点监视所有服务器功能；如果节点停止运行，热备用节点会接替其位置。
对称集群系统
多个节点帮助在此系统中运行所有应用程序，并同时监视所有节点。由于使用了所有硬件资源，因此此集群系统比非对称集群系统更可靠。
并行集群系统
并行集群系统使多个用户能够访问同一共享存储系统上的相似数据。此系统由特定软件版本和其他应用程序实现。
集群的分类
计算机集群被管理以支持各种目的，从支持通用业务需求（如网服务支持）到计算密集型科学计算。集群有各种分类。以下是其中一些：
1. 故障转移集群
将应用程序和数据资源从故障系统转移到集群中的另一个系统的过程被称为故障转移。这些是用于集群重要任务、应用服务器、邮件和文件的数据库。
2. 负载均衡集群
集群需要在所有可用计算系统中实现更好的负载平衡能力。此类型集群中的所有节点都可以与其他节点共享其计算负载，从而实现更好的整体性能。例如，基于Web的集群可以将各种网络查询分配给不同的节点，从而帮助提高系统速度。在抓取请求方面，只有少数集群系统使用轮询方法。
3. 高可用性集群
这也被称为“HA集群”。它们提供了所有资源可用的高概率。如果发生故障，例如系统故障或磁盘卷丢失，正在处理的查询将丢失。如果重新尝试丢失的查询，将由不同的集群计算机处理。它广泛用于新闻、电子邮件、FTP服务器和Web。
集群操作系统的优缺点
集群操作系统的各种优缺点如下：
优点
集群操作系统的各种优点如下：
1. 高可用性
尽管集群中的每个节点都是一个独立的计算机，但单个节点的故障并不意味着服务的丢失。可以将单个节点拉下来进行维护，同时其余集群承担该单个节点的负载。
2. 成本效益
与高可靠性和较大存储主机计算机相比，这些类型的集群计算系统被认为更具成本效益和更便宜。此外，大多数这些系统在性能方面超越了主机计算机系统。
3. 可扩展性
集群设置得以以逐步增加的方式添加更多系统。集群可以以水平方式添加系统。这意味着可以添加更多的系统到集群中以提高其性能、容错性和冗余性。
4. 容错性
集群系统具有相当的容错性，丢失一个节点并不会导致系统的故障。它们还可以有一个或多个处于热备用模式的节点，这使得它们可以替换失败的节点。
5. 性能
集群通常用于提高可用性和性能，而且通常比可比速度或可用性的单个计算机系统更具成本效益。
6. 处理速度
处理速度也与主机系统和市场上其他类型的超级计算机类似。
缺点
集群操作系统的各种缺点如下：
1. 成本高
这种设计的一个主要缺点是成本高，而且集群比非集群服务器管理设计更昂贵，因为它需要良好的硬件和设计。
2. 需求资源
集群需要使用额外的服务器和硬件，使得监控和维护变得困难。因此，必须改善基础设施。
3. 维护
建立、监控和维护该系统并非易事。