1.2.5 虚拟化集群

集群是一种把一组计算机组合起来作为一个整体为用户提供资源的方式。在虚拟化集群中可以提供计算资源、存储资源和网络资源，只有包含这些资源，该集群才是完整的。

1. 负载均衡

负载均衡是一种集群技术，它将特定的业务（网络服务、网络流量等）分担给多台网络设备（包括服务器、防火墙等）或多条链路，从而提高了业务处理的能力，保证了业务的高可靠性。负载均衡具有以下特点。

（1）高可靠性。单台甚至多台设备或链路发生故障也不会导致业务中断，负载均衡提高了整个系统的可靠性。

（2）可扩展性。负载均衡可以方便地增加集群中设备或链路的数量，在不降低业务质量的前提下满足不断增长的业务需求。

（3）高性能。负载均衡将业务较均衡地分布到多台设备上，提高了整个系统的性能。

（4）可管理性。大量的管理工作集中在应用负载均衡技术的设备上，设备集群或链路集群只需要进行常规的配置和维护即可。

（5）透明性。对用户而言，集群等同于一台可靠性高、性能好的设备或链路，用户感知不到也不必关心其具体的网络结构，增加/减少设备或链路均不会影响正常的业务。

2. 高可用性

高可用性实现的基本原理是使用集群技术，克服单台物理主机的局限性，最终达到业务不中断或者中断时间减少的效果。虚拟机中的高可用只保证计算层面，具体来说，虚拟化层面的高可用是整个虚拟机系统层面的高可用，即当一个计算节点出现故障时，集群中的另一个节点能快速、自动地启动并替代故障节点。

虚拟化集群一般会使用共享存储，虚拟机由配置文件和数据盘组成，其中数据盘是保存在共享存储上的，配置文件则保存在计算节点上。当计算节点出现故障时，虚拟化管理系统会根据记录的虚拟机配置信息在其他节点重建出现故障的虚拟机。

3. 易扩容性

在传统非虚拟化的环境中，所有的业务都部署在物理机上。有可能在系统建设的初期，业务量不是很大，所以为物理机配置的硬件资源是比较少的；随着业务量的增加，原先的硬件无法满足需求，只能不停地升级硬件。例如，将原先的一路CPU升级为两路，将512GB的内存升级为1024GB，这种扩容方式称为纵向扩容（Scale-Up）。然而，物理机所能承担的硬件是有上限的，如果业务量持续增加，则最后只能更换服务器，停机扩容是必然的。

在虚拟化中，将所有的资源进行池化，承载业务的虚拟机的资源全部来自这个资源池。当业务量持续增加时，可以不用升级单台服务器的硬件资源，只需增加资源池中的资源。在具体实施的时候，增加服务器的数量即可，这种扩容方式称为横向扩容（Scale-Out）。因为集群支持横向扩容，所以相对于传统的非虚拟化，集群扩容更容易。