1.1 什么是集群
簡單的說，集群（cluster）就是一組計算機，它們作為一個整體向用戶提供一組網絡資源。這些單個的計算機系統就是集群的節點（node）。一個理想的集群是，用戶從來不會意識到集群系統底層的節點，在他/她們看來，集群是一個系統，而非多個計算機系統。並且集群系統的管理員可以隨意增加和刪改集群系統的節點。
更詳細的說，集群（一組協同工作的計算機）是充分利用計算資源的一個重要概念，因為它能夠將工作負載從一個超載的系統（或節點）遷移到集群中的另一個系統上。其處理能力是與專用計算機(小型機,大型機)可相比,但其性價比高於專用計算機.常見的硬件有:結點,網絡,存儲.軟件有:機群系統,節點系統,應用支撐軟件。
Cluster集群技術可如下定義：一組相互獨立的服務器在網絡中表現為單一的系統，並以單一系統的模式加以管理。此單一系統為客戶工作站提供高可靠性的服務。大多數模式下，集群中所有的計算機擁有一個共同的名稱，集群內任一系統上運行的服務可被所有的網絡客戶所使用。Cluster必須可以協調管理各分離的組件的錯誤和失敗，並可透明地向Cluster中加入組件。一個Cluster包含多台(至少二台)擁有共享數據存儲空間的服務器。任何一台服務器運行一個應用時，應用數據被存儲在共享的數據空間內。每台服務器的操作系統和應用程序文件存儲在其各自的本地儲存空間上。Cluster內各節點服務器通過一內部局域網相互通訊。當一台節點服務器發生故障時，這台服務器上所運行的應用程序將在另一節點服務器上被自動接管。當一個應用服務發生故障時，應用服務將被重新啟動或被另一台服務器接管。當以上的任一故障發生時，客戶都將能很快連接到新的應用服務上。
1.2 集群系統的主要優點：
(1)高可擴展性：
(2)高可用性HA：集群中的一個節點失效，它的任務可傳遞給其他節點。可以有效防止單點失效。
(3)高性能：負載平衡集群允許系統同時接入更多的用戶。
(4)高性價比：可以采用廉價的符合工業標准的硬件構造高性能的系統。
2.1 集群系統的分類
雖然，根據集群系統的不同特征可以有多種分類方法，但是一般把集群系統分為兩類：
(1)、高可用(High Availability)集群,簡稱HA集群。
這類集群致力於提供高度可靠的服務。就是利用集群系統的容錯性對外提供7*24小時不間斷的服務，如高可用的文件服務器、數據庫服務等關鍵應用。
負載均衡集群：使任務可以在集群中盡可能平均地分攤不同的計算機進行處理，充分利用集群的處理能力，提高對任務的處理效率。
在實際應用中這幾種集群類型可能會混合使用，以提供更加高效穩定的服務。如在一個使用的網絡流量負載均衡集群中，就會包含高可用的網絡文件系統、高可用的網絡服務。
(2)、性能計算(High Perfermance Computing)集群，簡稱HPC集群，也稱為科學計算集群。
在這種集群上運行的是專門開發的並行應用程序，它可以把一個問題的數據分布到多台的計算機上，利用這些計算機的共同資源來完成計算任務，從而可以解決單機不能勝任的工作（如問題規模太大，單機計算速度太慢）。
這類集群致力於提供單個計算機所不能提供的強大的計算能力。如天氣預報、石油勘探與油藏模擬、分子模擬、生物計算等。
3.1 什么是高可用性 (HA)
計算機系統的可用性(availability)是通過系統的可靠性(reliability)和可維護性(maintainability)來度量的。工程上通常用平均無故障時間(MTTF)來度量系統的可靠性,用平均維修時間（MTTR）來度量系統的可維護性。於是可用性被定義為：MTTF/(MTTF+MTTR)*100%
負載均衡服務器的高可用性 為了屏蔽負載均衡服務器的失效，需要建立一個備份機。主服務器和備份機上都運行High Availability監控程序，通過傳送諸如“I am alive”這樣的信息來監控對方的運行狀況。當備份機不能在一定的時間內收到這樣的信息時，它就接管主服務器的服務IP並繼續提供服務；當備份管理器又從主管理器收到“I am alive”這樣的信息是，它就釋放服務IP地址，這樣的主管理器就開開始再次進行集群管理的工作了。為在主服務器失效的情況下系統能正常工作，我們在主、備份機之間實現負載集群系統配置信息的同步與備份，保持二者系統的基本一致。
HA的容錯備援運作過程
自動偵測(Auto-Detect)階段 由主機上的軟件通過冗余偵測線，經由復雜的監聽程序。邏輯判斷，來相互偵測對方運行的情況，所檢查的項目有：主機硬件(CPU和周邊)、主機網絡、主機操作系統、數據庫引擎及其它應用程序、主機與磁盤陣列連線。為確保偵測的正確性，而防止錯誤的判斷，可設定安全偵測時間，包括偵測時間間隔，偵測次數以調整安全系數，並且由主機的冗余通信連線，將所匯集的訊息記錄下來，以供維護參考。
自動切換(Auto-Switch)階段 某一主機如果確認對方故障，則正常主機除繼續進行原來的任務，還將依據各種容錯備援模式接管預先設定的備援作業程序，並進行后續的程序及服務。
自動恢復(Auto-Recovery)階段 在正常主機代替故障主機工作后，故障主機可離線進行修復工作。在故障主機修復后，透過冗余通訊線與原正常主機連線，自動切換回修復完成的主機上。整個回復過程完成由EDI-HA自動完成，亦可依據預先配置，選擇回復動作為半自動或不回復。
3.2、HA三種工作方式：
（1）、主從方式 （非對稱方式）
工作原理：主機工作，備機處於監控准備狀況；當主機宕機時，備機接管主機的一切工作，待主機恢復正常后，按使用者的設定以自動或手動方式將服務切換到主機上運行，數據的一致性通過共享存儲系統解決。
（2）、雙機雙工方式（互備互援）
工作原理：兩台主機同時運行各自的服務工作且相互監測情況，當任一台主機宕機時，另一台主機立即接管它的一切工作，保證工作實時，應用服務系統的關鍵數據存放在共享存儲系統中。
（3）、集群工作方式（多服務器互備方式）
工作原理：多台主機一起工作，各自運行一個或幾個服務，各為服務定義一個或多個備用主機，當某個主機故障時，運行在其上的服務就可以被其它主機接管。