群集服务
群集服务的架构及其管理机制
群集 服 务 的架构 及 其管 理 机 制
谢丽霞 杨宏宇
（ 国 民用 航 空 学 院计 算 机 科 学系 中 天津 ３ ００ ） （ 津 太学 计 算 机 科学 系 ０ ３０ 天 天 津 ３Ｑ７ ） ０ｏ ２
摘
要
群 集服务是 当前操作 系统 的一个主要环节和关键 本 文舟 帮 了群 集服务 的一些基本概念 ． 从透 镀性和可 靠性角度 阐进
务器 。
２２ 资源 相关 性 ．
资源 时常 依赖 其 它 资 源 的有 效 性 。例如 ， 个 一 Ｓ Ｌ 据库 ， 依赖 存 储该 数 据库 的物 理 磁盘 。这 些 Ｏ 数 它 相关 性被 声 明并 记 录 在 由群 集 维 护 的一 个 相 关树 中。相关树 描述 了在线 和 脱 机获 得 资 源 的顺 序 ， 时 同 描 述 了哪 些 资源需 要一起迁 移 相关 性不 能越 过 资源
ａｅ ｐ ｅｅ ｔｄ ｉ ｈｓ ｐ ｐ ｒ Ａ ｒ ｈｔｃｕ ｅｏ ｅＯＳ ｃｕ ￣ ｒ ｒ ｎｅ ｔｉ ａ ｅ ｎ ａｃ ｉ ｔ ｆ ｈ ｌ ｓ ｒ靶ｎ ｆｗ ｉｈ ｉ ａ ｔ ｉ ａ ｃｕ ｔｒｓ Ｈ盯 ｉ ｄ ｓ ６ ｅ ｎ ｄ ｔ ｌ ｎ Ｄ ｉ ｏ ａ ｍ ａｅ ｅ ｓ ｎ ｅ ｒ ｔ ｅ ｈｃ ｓ ｙ ｃ ｌ ｌｓ ｅ ｐ ｅ ｓ ｅｃ ｂ ｄ ｉ ｅａ ０ｍ ｆ＇ ｐ ｒ ｎ ｙ ｉｉ ￣ｒ ｌｖ ｌａ ｄ ｒｌ ｂ ｌｙ ｌ ｅ ｈ ｅｃ ｐｉ ￣ ｏ ￣ｍｕ ． ａ ｅ ＿ ｅｎ ｔ ｏ ｋｒｓ ｕ ｏ ｍｇ ｍｅ ｔ ｎ ｅｆｉ ｍ ｅ ｅ ｎ ｅ ｉ ｉｔ ｖ ｌＴ ｅ ｄ ｓ ６ ｔ ａ ｉ ｅ ｏ ｆｎ ｄ ｓ ｔ ｅｗ ｒ ｅｏ ｒ ｅｍｍ ｅ ｎ ｄ ｔ ａ ｕ ｍ ｒｈ ａ ｈ ｔ ｔｉ ａ ｅ ｓ删 ｈ ｓｐ ｐ ｒａ Ｉ ｄ ｉ ｏ ．ｍｉ ｐ ｃ ｌ ｅ ｌｙ ｅ ￣ ｏ ｌｓ ｒｓｒ ｉ ａｅ ｄ ｓ ｒ ｅ ｎ ａ ｄｔ ｎ ｓ ｌ ｔ ｉ ｐｏ ｍ ｒ ｆｃｕ ｔ ｅ ， ￣ ｒ ｅｃ ｉ ｄ ｉ ｅｙ ａ ｄ ｅ ／ ｃ ｂ 芦Ｉ ｍ ｅ ｈ ｎ ｓ ｒ 咖 ・ ｍ ｃ ａ ｉ ａｅ ｅ ｍ ｉ ｎ
服务器集群技术方案(2)
的计算机，利用高速通信网络组成一个单一的计算机系统，并以单一系统的模式加以管理。
其出发点是提供高可靠性、可扩充性和抗灾难性。
一个集群包含多台拥有共享数据存储空间的服务器，各服务器通过内部局域网相互通信。
当一台服务器发生故障时，它所运行的应用程序将由其它服务器自动接管。
在大多数模式下，集群中所有的计算机拥有一个共同的名称，集群内的任一系统上运行的服务都可被所有的网络客户使用。
采用集群系统通常是为了提高系统的稳定性和网络中心的数据处理能力及服务能力。
体系结构是否相同。
集群计算机按功能和结构可以分成以下几类:High-availability (HA) clustersLoad balancing clustersHigh-performance (HPC) clustersGrid computing普通是指当集群中有某个节点失效的情况下，其上的任务会自动转移到其他正常的节点上。
还指可以将集群中的某节点进行离线维护再上线，该过程并不影响整个集群的运行。
负载均衡集群运行时普通通过一个或者多个前端负载均衡器将工作负载分发到后端的一组服务器上，从而达到整个系统的高性能和高可用性。
这样的计算机集群有时也被称为服务器群 (Server Farm) 。
普通高可用性集群和负载均衡集群会使用类似的技术，或者同时具有高可用性与负载均衡的特点。
Linux 虚拟服务器(LVS)项目在Linux 操作系统上提供了最常用的负载均衡软件。
高性能计算集群采用将计算任务分配到集群的不同计算节点而提高计算能力，于是主要应用在科学计算领域。
比较流行的HPC 采用Linux 操作系统和其它一些免费软件来完成并行运算。
这一集群配置通常被称为Beowulf 集群。
这种集群通常运行特定的程序以发挥HPC cluster 的并行能力。
这种程序普通应用特定的运行库, 比如专为科学计算设计的MPI 库。
HPC 集群特殊适合于在计算中各计算节点之间发生大量数据通讯的计算作业，比如一个节点的中间结果或者影响到其它节点计算结果的情况。
ClusterServices
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群集的安装
• 使用下表确定在每一个步骤必须关闭的节点和存储设备。
Version 3.0
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群集的安装
• 配置域控制器
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群集的安装
• 配置域控制器，配置IP地址
Version 3.0
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群集的安装
• 配置仲裁磁盘和共享磁盘
Version 3.0
Version 3.0
3
群集的功能
• 服务器群集允许客户端在出现故障和计划中的暂停 时，依然能够访问应用程序和资源。如果群集中的某一台 服务器由于故障或维护需要而无法使用，资源和应用程序 将转移到可用的群集节点上。
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4
群集与容错的区别
• Windows群集（Windows Clustering）解决方案使用 了名词“高可用性”而非“容错”。容错技术提供更高层 次的弹性和恢复能力。容错服务器通常使用深层硬件冗余， 加上专门的软件，几乎可以即时地恢复任何单一的硬件或 软件错误。这些解决方案要比Windows群集（Windows Clustering）解决方案昂贵得多，因为组织必须为处于空 闲状态等待错误的冗余硬件支付费用。 • 服务器群集无法保证无间断运作，但是确实能够为多 数关键任务应用程序提供足够的可用性。群集服务可以对 应用程序和资源进行监控，并能够自动识别和恢复众多故 障状况。这为在群集中管理工作负荷提供了灵活性。另外， 还提高了整个系统的可用性。
Version 3.0 9
共享磁盘的要求
• 一个经HCL认可的连接到所有计算机的外部磁盘存储单元。其将用作 群集共享磁盘。建议采用某种类型的硬件独立磁盘冗余阵列 （ RAID）。 • 所有共享磁盘，包括仲裁磁盘，必须在物理上附加到一个共享总线。 • 共享磁盘必须位于系统驱动器所用的控制器以外的另一个控制器上。 • 建议在RAID配置中创建多个硬件级别的逻辑驱动器，而不是使用一 个单一的逻辑磁盘，然后将其分成多个操作系统级别的分区。 • 最小50兆字节（MB）的专用磁盘用作仲裁设备。 • 确认可以从所有的节点看到附加到共享总线的磁盘。 • 所有共享磁盘必须配置为基本磁盘。 • 群集共享磁盘不支持软件容错。 • 所有共享磁盘必须配置为主引导记录（MBR）。 • 群集磁盘上的所有分区必须格式化为NTFS。 • 建议所有磁盘均采用硬件容错RAID配置。 • 建议最少采用两个逻辑共享驱动器。
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安装群集服务的渐进指南2000年1月28日星期五把此文档发送给你的同事该渐进指南提供了，在运行着Windows 2000 Advanced Server和Windows 2000 DataCenter Server操作系统的服务器上，安装群集服务的说明。
该指南描述了在群集节点上，安装群集服务的过程。
它的作用不是解释如何安装群集应用程序。
而是指导如何安装典型的、两节点的群集本身。
内容：∙介绍∙群集服务安装的核对表∙群集安装∙安装群集服务软件∙检验安装∙附录：SCSI驱动器的安装∙相关链接介绍回到页首群集服务器是一组独立的服务器，运行群集服务，并象单个系统一样运作。
通过将运行着Windows 2000 Advanced Server或Windows 2000 DataCenter Server的服务器编组，可组成群集服务器，从而对资源和应用程序提供了高可靠性的、可扩展性和可管理性。
群集服务器的目的是，在出故障或断电的情况下，保证客户对应用程序和资源的访问。
如果群集里的某服务器由于故障或维护的缘故，不可用，资源和应用程序将移到其它可用的群集节点上。
对于群集系统，常使用高可用性，而不是容错性，这是由于容错技术提供了高度的恢复能力。
容错服务器通常使用高度的硬件冗余，加上特定的软件，对任意单个的硬件或软件故障，提供了近于即时的恢复功能。
这些解决方案的成本大大高于群集解决方案。
这是因为前者要提供多余的硬件，并处于空闲状态，等待故障的出现。
容错服务器主要用于支持高品质、高速处理的场合，如票据交换所、自动柜员机（ATM）或股票交易。
群集服务不保证不停顿的操作，它为大多数执行关键任务应用程序提供了足够的可靠性。
群集服务可监视应用程序和资源，并自动将多数故障状态识别和恢复出来。
使用群集，可以为管理工作负荷提供更大的柔性，并提高整个系统的可用性。
群集服务的好处有：∙高可用性：使用群集服务，资源的所有权，如磁盘驱动器和IP地址将自动地从有故障的服务器上，转到可用的服务器上。
实训6配置故障转移群集服务
实训6配置故障转移群集服务故障转移群集服务（Failover Cluster Service, FCS）是Windows Server操作系统中的一项功能，它允许将多个服务器组成一个群集，以提高系统的可靠性和可用性。
在该群集中，如果其中一台服务器发生故障，其他服务器将自动接管该服务器上的服务和应用程序，确保业务的连续运行。
配置故障转移群集服务可以帮助组织保持高可用性和故障恢复的能力，并确保业务的连续运行。
下面是关于如何配置故障转移群集服务的步骤：1.准备环境：-确保服务器满足故障转移群集服务的硬件和软件要求，如操作系统版本和硬件规格。
-确保网络配置正确，包括网络连接和IP地址分配。
2.安装故障转移群集角色：- 打开Server Manager控制台，选择“管理”->“添加角色和功能”来开始角色安装向导。
-在向导的“服务器角色”页面中，选择“故障转移群集”并继续安装。
-完成其他向导页面的配置，包括选择群集节点和配置网络。
3.创建故障转移群集：-打开故障转移群集管理器，右键单击“故障转移群集管理器”节点，选择“创建群集”。
-在向导的“创建群集向导”页面中，点击“继续”并输入群集的名称。
-选择要添加到群集中的服务器节点，并验证节点的配置。
-配置群集的IP地址和名称，确保群集与网络的连接和通信。
4.配置共享存储：-多台服务器通过共享存储来访问和共享数据，确保存储正确设置共享权限。
-确保存储网络连接正常，并配置存储的网络信息。
5.添加和配置群集应用程序和服务：-在故障转移群集管理器中，右键单击群集节点，选择“添加角色”。
-在添加角色向导中，选择要添加的应用程序或服务，并完成配置。
-配置应用程序或服务的网络信息和依赖项，确保其正常运行。
6.测试故障转移：-在群集中，模拟服务器故障，如关闭服务器或断开网络连接。
-监视故障转移过程，确保其他服务器可以接管故障节点上的服务和应用程序，并确保业务的连续运行。
7.监控和管理故障转移群集：-使用故障转移群集管理器来监测群集的状态和性能。
手把手教你安装及配置服务器集群系统
手把手教你安装及配置服务器集群系统今天，我们方案大家谈的经销商为我们提供了安装及配置服务器集群系统的详细步骤。
下面，我们来手把手的教您配置服务器集群系统吧！1.集群服务器安装及配置：1.1 安装Windows Server 2003操作系统在服务器1和服务器2分别独立安装Windows Server 2003操作系统。
安装要开始安装过程，请直接从 Windows Server 2003 CD 启动。
您的 CD-ROM 必须支持可启动的 CD。
注意：在配置分区和格式化驱动器时，服务器硬盘驱动器上的数据均会被破坏。
1.1.1 开始安装安装程序在运行 Windows Server 2003 的计算机中创建磁盘分区，格式化驱动器，然后将安装文件从 CD 复制到服务器上。
注意：这些说明假定在尚未运行 Windows 的计算机上安装 Windows Server 2003。
如果从较早版本的Windows 进行升级，某些安装步骤可能会有所不同。
详细步骤如下：1.将“Windows Server 2003 CD”插入 CD-ROM 驱动器。
2.“重新启动”计算机。
在出现提示时，按任意键从 CD 启动。
此时将开始安装 Windows Server 2003。
3.在“欢迎使用安装程序”屏幕上，按“Enter”键。
4.阅读许可协议，如果接受的话，请按“F8”键。
注意：如果此服务器上已安装了较早版本的 Windows Server 2003，则可能会出现一条消息，询问您是否要修复驱动器。
按“Esc”键，继续进行安装而不修复驱动器。
5.按照说明进行操作，删除所有现有的磁盘分区。
具体步骤可能会因计算机上现有分区的数量和类型而异。
继续删除分区，直至所有磁盘空间均标记为“未划分的空间”为止。
6.在将所有磁盘空间均标记为“未划分的空间”后，按“C”键，在第一个磁盘驱动器的未划分空间中创建一个分区（如果适用）。
7.在出现“创建磁盘分区大小(单位 MB)”提示时，键入20480，然后按“Enter”键。
国开《Windows网络操作系统管理》形考任务4 配置故障转移群集服务实训
网络操作系统管理课程实训报告
学生姓名学号
一、实训目标
理解故障转移群集服务的工作原理，掌握配置故障转移群集服务的方法与步骤。
二、实训环境
1台Windows Server 2022域控制器，2台Windows Server 2022服务器并加入域并且连接至同一个存储设备上。
三、实训内容
假设你是一家公司的网络管理员，需要你完成以下工作：
1．验证群集配置。
2．创建故障转移群集。
3．添加文件服务器角色。
4．手动切换主节点。
5．设置故障回复选项。
三、实训成果
通过验证配置向导检查群集配置
创建两节点的故障转移群集安装故障转移群集功能
验证配置选择服务器
创建群集添加服务器
群集管理名称和IP地址群集创建完成
装文件服务器角色配置角色
按照向导依次配置文件服务器类型、名称、选择存储。
选择存储
配置节点
配置故障转移和故障回复
角色的“首选所有者”列表
在角色属性的“故障转移”标签中，配置“故障回复”选项。
四、实训体会
配置故障转移群集服务，主要内容包括：高可用性和故障转移群集、规划故障转移群集、安装和配置故障转移群集。
通过本章的实训，了解高可用性的概念，理解了故障转移群集的术语，掌握了安装和配置故障转移群集的方法。
服务器集群
加入群集
寻找 条件
过程 验证
如果一个服务器要加入现有群集，则它必须运行群集服务并且必须成功找到群集中的其它节点。在找到其它 节点后，加入的服务器必须接受群集成员资格验证，并获得群集配置数据库的副本。
加入现有群集的过程开始于 Windows Server 2003或 Windows 2000 Service Control Manager在节点上 启动群集服务之时。在启动过程中，群集服务会配置并装入该节点的本地数据设备。它并不会试图将共用的群集 数据设备作为节点联机，因为现有群集可能正在使用这些设备。
Hale Waihona Puke 简介一旦在服务器上安装并运行了集群服务，该服务器即可加入群集。集群化操作可以减少单点故障数量，并且 实现了群集化资源的高可用性。下述各节简要介绍了群集创建和集群操作中的节点行为。
注意：有关安装群集服务器的信息，请参阅 Windows server 2003产品家族的帮助和部署指南。
关于Windows Server 2003的企业版和Datacenter版都可以支持最大达8个节点的集群配置;其典型的特征是 可为数据库、消息系统、文件与打印服务这些关键业务应用，提供高可用性和可扩展性，在集群中的多个服务器 (节点)保持不间断的联系。即是说如果在集群中的某一节点因出错或维护不可用时，另一节点会立刻提供服务， 以实现容错。正在访问服务的用户可以继续访问，而不会察觉到服务已经由另一台服务器(节点)提供。
服务器集群
计算机学术语
01 简介
03 形成群集 05 优势
目录
02 创建群集 04 集群服务的状态 06 缺点
07 加入群集
09 方法
目录
08 脱离群集 010 集群的特点
服务器集群就是指将很多服务器集中起来一起进行同一种服务，在客户端看来就像是只有一个服务器。集群 可以利用多个计算机进行并行计算从而获得很高的计算速度，也可以用多个计算机做备份，从而使得任何一个机 器坏了整个系统还是能正常运行。
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群集服务：
Ip划分：
A：为域控制器
Ip:192.168.1.254
网关：192.168.1.1
DNS:192.168.1.254
B:
公用网卡
IP：192.168.1.2
网关：192.168.1.1
DNS:192.168.1.254
心跳网卡：
Ip：10.0.0.1
C：
公用网卡：
Ip：192.168.1.3
网关：192.168.1.1
DNS:192.168.1.254
心跳网卡：
Ip：10.0.0.2
创建共享磁盘
（1）在E目录下新建一个ShareDisks文件夹，用来保存虚拟仲裁文件和数据磁盘文件。
（2）验证共享磁盘创建成功
（3）附加共享磁盘
1) 进入node a 所对应的虚拟系统目录(不是虚拟机软件安装目录)，找到.vmx （VMware 配
置
文件），用记事本打开，在最后添加如下记录:
disk.locking ="false"
diskLib.dataCacheMaxSize ="0"
scsi1.present ="TRUE"
scsi1.virtualDev ="lsilogic"
scsi1:5.present ="TRUE"
scsi1:5.fileName ="E:\ShareDisks\Quorum.vmdk"
scsi1:6.present ="TRUE"
scsi1:6.fileName="E:\ShareDisks\ShareDisk.vmdk"
关闭VMware Workstation 软件后再次打开，会发现先前创建的共享磁盘均附加到B 和C 上了。
网络及系统配置
(1)为B节点添加网卡（第二块）
(2)为C节点添加网卡（第二块）
启动两台虚拟机
1）重命名网卡（推荐），第一块网卡公用连接，第二块网卡心跳连接，并设第二网卡使用vmnet2 。
生产环境也推荐这样操作。
设置第二网卡为vmnet2
给B和C分别分配公用网卡和心跳网卡如下图：B:
C：
设置网络服务访问优先级，优先访问公用连接
右击网上邻居属性---高级选项卡---高级设置
按照下图修改心跳网卡的高级TCP/IP 属性，目的是禁止心跳网卡的DNS 和NetBios查询。
这样能够消除可能出现的通信问题，也有利于减少不必要的网络流量。
因为服务器
群集节点间的通信对于群集的顺畅运转至关重要。
创建群集服务帐户
1） 群集服务需要一个属于可运行群集服务的每个节点上的本地管理员组成员的域用户帐 户。
因为安装群集服务时需要用到这个用户名和密码，所以该用户帐户必须在配置群集服务 前予以创建。
该用户帐户只能专门用于运行群集服务，而不能属于个人。
建议该账户是普通
域账户，而不是域管理员账户。
将B、C加入到域里面
在B上的共享磁盘配置
把群集服务账户加入到本地管理员组，使用test登录。
右击我的电脑管理打开本地用户和组把test加入到administrators组
注销后用test登录
打开B的磁盘管理系统会自动找到先前创建的两个共享磁盘
新建磁盘分区：
在C上共享磁盘配置：关闭B
在C中把右击我的电脑管理打开本地用户和组把test加入到administrators组
用test登录到B
打开C 的磁盘管理器，可以看到之前创建的共享磁盘同样被系统发现了。
只是由
于Windows Server 2003 系统的设计使然，没有自动为其分配驱动器号。
我们需要手工对它分配和B相同的驱动器号。
安装群集服务
在B节点上新建一个群集
(1) 开启B，同时保持C处于关闭状态。
展开B 的“开始”菜单，定位到“程
序”“管理工具”，打开“群集管理器”。
选择“创建新群集”。
输入群及的额ip地址这里是B、C虚拟出来的群集ip：192.168.1.5
查看创建过程是否顺利
开打群集管理器，验证在B上的的群集服务器是否安装成功。
打开C同时不要关闭B,打开群集管理器选择添加节点到群集浏览，找到之前创建的
添加计算机 我们这里选择C
分析过程 查看是否添加成功
从图中我们可以看到C已经成功的加入到群集中
细心的您在C加入到现有群集后，可能会发现无法在C上访问原有的共享磁
盘。
如下图所示。
不要奇怪，只是正常现象。
因为在群集服务中，同一时刻只能有一个节点对资源拥有所有权。
在我这个例子中，此刻仲裁磁盘的所有者是B，所以C无法
访问。
反过来，如果所有者是C，则会变成B 无法访问共享磁盘。
配置群集服务
1、群集网络配置
(1) 进行专用网络配置。
打开群集管理器，单击“群集配置”，单击“网络”，右键选择Heartbeat
的属性。
(3)选择“为群集使用启用这个网络”和“只用于内部群集通讯（专用网络）”。
同样进入公用网络配置
2、心跳适配器优先化
(1) 由于群集服务总是尝试使用列于首位的网络适配器进行节点间的远程过程调用（RPC ）通信。
只有当群集服务无法使用第一个网络适配器进行通信时，才会使用列表上的下一个网络适配器。
所以我们需要调整一下心跳适配器的优先级。
(2) 启动群集管理器。
右击群集名称，然后单击“属性”，在弹出的对话框中单击“网络优先
级”选项卡。
将心跳连接上移至顶部。
3、仲裁磁盘配置
启动“群集管理器”。
右击左上角的群集名称，然后单击“属性”。
单击“仲裁”选项卡。
在“仲裁资源”列表框中，选择“磁盘Q”。
4、测试群集安装
前面我们在B 和C新建和加入现有群集结束后，都分别给出了一张截
图用来验证群集安装的正确性。
如果觉得验证不周全，还可以采用如下几个方法来验证。
(1) 最简单的验证就是通过群集管理器。
打开群集管理器，查看是否能够打开到群集的连接。
打开成功：。