隨著數(shù)字化校園建設的推進，伴隨而來的是數(shù)字化校園的各種應用服務和數(shù)據(jù)量的急劇增長，各個級別的用戶諸如教學、科研、管理、生活服務等機構和師生員工，對信息的收集、處理、整合、存儲、傳輸和應用有了更深的認識。數(shù)據(jù)集中和各項業(yè)務整合的同時，核心業(yè)務對系統(tǒng)安全性能要求在不斷提高，應用系統(tǒng)尤其是關鍵領域的關鍵性應用對可靠性要求也在不斷增加，如何搭建并且應用真正高可靠性的服務器環(huán)境，已成為目前數(shù)字化校園建設中的迫切需求。

很顯然，在傳統(tǒng)的單機系統(tǒng)中，將應用集中配置在一臺服務器上，往往存在巨大的潛在不穩(wěn)定威脅，主要表現(xiàn)在可用性不高，負載不能動態(tài)平衡，且數(shù)據(jù)服務丟失危險性增大，維護和擴展存在困難等等。而采用服務器集群技術，可提高訪問數(shù)據(jù)庫的效率，提高可靠性和抗災難性，這也是服務器集群技術最為顯著的特點。

針對上述問題，在數(shù)字化校園公共基礎平臺搭建中，本例采用IBM BladeCenter刀片服務器，是一種HAHD (HighAvailabilityHighDensity，高可用高密度)的服務器平臺。和傳統(tǒng)集群技術相比較，刀片服務器中所集群的是一個包括獨立 CPU、內(nèi)存、驅(qū)動器和網(wǎng)絡組件等存儲器的服務器板，通過專門刀片服務器中集成的交換網(wǎng)絡實現(xiàn)集群。因此，其不僅在機房寶貴的空間資源上占有相當大的優(yōu)勢，而且通過小的“刀片”集群，可組建成一個性能非常高的刀片服務器集群系統(tǒng)，為數(shù)字化校園建設提供更加經(jīng)濟、技術成熟和可行的擴展方案。

通過刀片服務器集群，用以提供核心數(shù)據(jù)庫服務、郵件、文件存儲、Web服務和FTP服務等。并通過深入的資源和應用高度集成，結(jié)合統(tǒng)一身份認證系統(tǒng)，把目前最常用的教務管理、自動化辦公、科研、設備器材、數(shù)字圖書館、網(wǎng)絡教學、郵件、學生管理、財務管理、人事管理等系統(tǒng)整合在一起，最終提供統(tǒng)一獲取信息和發(fā)布信息的個性化平臺。

利用集群技術可使一組相互獨立的服務器在網(wǎng)絡中表現(xiàn)為單一的系統(tǒng)，并以單一系統(tǒng)的模式加以管理。此單一系統(tǒng)為客戶端提供高可靠性的服務，用于實現(xiàn)更高的可用性、更方便集中的可管理性以及更經(jīng)濟高效的可伸縮性。集群技術一般都用于Web服務器、應用服務器等，即沒有共享存儲的服務，如圖1所示。

圖 1 服務器集群示意圖

集群技術的主要特點可概括為：實現(xiàn)服務器系統(tǒng)的高可用性，實現(xiàn)最大限度地減少因服務器的故障而造成的損失；方便在集群擴展從而實現(xiàn)整個系統(tǒng)性能的升級；集群技術便于實現(xiàn)一體化的解決方案。

服務器集群是一組協(xié)同工作并運行集群服務的獨立服務器，一個服務器集群包含多臺擁有共享數(shù)據(jù)存儲空間的服務器，各服務器之間通過內(nèi)部局域網(wǎng)進行相互通信；當其中一臺服務器發(fā)生故障時，它所運行的應用程序?qū)⒂善渌姆掌髯詣咏庸堋Ｒ驗轫憫氖窍嗤姆?，因此在大多?shù)情況下，集群中所有的計算機都擁有一個共同的名稱，集群系統(tǒng)內(nèi)任意一臺服務器都可被所有的網(wǎng)絡用戶所訪問，且是透明的，用戶感覺不到任何差別。

在服務器集群系統(tǒng)中，每一臺服務器都可承擔部分計算任務，并且由于集群了多臺服務器的性能，因此，整體系統(tǒng)的計算能力將得到提高。同時，每臺服務器還能承擔一定的容錯任務，當其中某臺服務器出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)可以在專用軟件的支持下將這臺服務器與系統(tǒng)隔離，并通過各服務器之間的負載轉(zhuǎn)移機制實現(xiàn)新的負載平衡，同時向系統(tǒng)管理員發(fā)出報警信號。

服務器集群與雙機熱備份技術有本質(zhì)上的區(qū)別，即能否實現(xiàn)并行處理和節(jié)點機失效后的任務平滑接管。雙機或多機熱備份技術的原理是一臺主機做服務器，其它主機做備份機，備份機在服務器故障失效時進行接管。而刀片式服務器所應用的集群技術，較傳統(tǒng)集群又存在一定的差別，其更利于集群的形成和部署。

數(shù)字化校園建設中，服務器環(huán)境中的主要技術和產(chǎn)品首要綜合考慮的是實用、可靠、經(jīng)濟、安全以及可擴展、可維護等性能。隨著校園網(wǎng)用戶和應用規(guī)模的擴大，服務器的整體性能必須能適應數(shù)字化校園這一發(fā)展變化。針對以上需求，服務器集群主要優(yōu)勢在于可以提供更高的可用性、更方便的可管理性以及更經(jīng)濟高效的可伸縮性，表現(xiàn)為可以得到一個較高的整體性能。

應用服務器集群的最終目標之一，就是盡量減少服務器和應用程序的停機時間，以保證核心數(shù)據(jù)、關鍵應用和重要業(yè)務部門的信息和服務安全，實現(xiàn)校園網(wǎng)絡及其應用系統(tǒng)的穩(wěn)定高效運行。

服務器集群帶來的高可用性不僅適用于提供靜態(tài)數(shù)據(jù)的服務，而且適用于提供動態(tài)數(shù)據(jù)的服務，如公共數(shù)據(jù)庫服務、學生管理信息系統(tǒng)等，且這些數(shù)據(jù)必須得到極為穩(wěn)妥的保管，需要服務器提供足夠強大的和可靠的磁盤冗余功能。在本例的實際應用中，通過采用三塊刀片式服務器運行Oracle核心數(shù)據(jù)庫服務，即屬高可用性集群服務，目的是在系統(tǒng)出現(xiàn)某些故障的情況下，仍能繼續(xù)對外提供服務，以最大限度地減少服務的中斷時間。再如，通過服務器集群，資源(如Internet協(xié)議(IP)地址)的所有權會自動從故障服務器轉(zhuǎn)移到與之并行工作的服務器。即當群集中的某個系統(tǒng)或應用程序發(fā)生故障時，通過約定的負載轉(zhuǎn)移機制，群集軟件會在可用的服務器上重新啟動故障應用程序，或者將工作從故障節(jié)點分散到剩下的節(jié)點上，而這個過程對用戶而言是完全透明的。這樣，即使集群中的一個服務器意外停機，使集群的配備性能降低，但它依舊可以正常運作。

在進行硬件規(guī)劃時，可以考慮根據(jù)應用類型的不同而劃分出若干個集群，如有些校園網(wǎng)中就將網(wǎng)絡教學平臺中的服務器劃分為前端服務器集群、中間服務器集群和后端集中存儲三大組成部分。其中前端服務器集群包含多個Web服務器，中間服務器集群由數(shù)據(jù)庫服務器、流媒體服務器、語音服務器和數(shù)據(jù)備份服務器等組成。