一、双机热备
1、特点：
软硬件结合：系统由两台服务器（主机和备机）、一个共享存储（通常为磁盘阵列柜）、以及双机热备软件（提供心跳检测、故障转移和资源管理功能的核心软件）组成。
共享存储集中管理：用户数据存储在外接共享磁盘阵列中，两个服务器通过共享存储实现数据同步和访问。
心跳机制保证故障检测：主备机之间周期性地发送“心跳信号”，用于检测对方的运行状态。一旦“心跳”信号中断，备机会自动接管主机的资源和任务，确保系统连续运行。
2、三种模式
| 模式 | 主机数 | 备机利用率 | 切换复杂性 | 适用场景 |
| 双机热备模式 Active/Standby | 1 主 1 备 | 低 | 低 | 金融、工业控制、高可靠性系统 |
| 双机互备模式 | 2 主互备 | 中 | 中 | IT系统、小型企业 |
| 双机双工模式 | 双主双备 | 高 | 高 | 电商平台、大型分布式系统 |
1. 双机热备模式（Active-Standby）
- 主机（Active）：负责所有业务处理，正常运行时承担全部任务。
- 备机（Standby）：处于待机状态，不参与正常业务，但监控主机的状态。
- 当主机发生故障时，备机会接管主机的任务，继续提供服务。
特点：资源利用率较低，即备机处于空闲状态。故障切换速度快，对于任务重要且可靠性要求高的场景。
2. 双机互备模式（Mutual Standby）
- 两台设备（主机和备机）各自运行独立的业务，同时为对方的备机。举例：主机A运行任务1，同时作为任务2的备机。主机B运行任务2，同时作为任务1的备机。
- 当某台服务器发生故障时，另一台会接管其任务，并继续运行自身业务。
特点：资源利用率提高，同时复杂性增加。
适用场景：适合业务分区明显、资源可以独立分配的场景（如中小型企业的IT系统）。
3. 双机双工模式（Active-Active 或 Dual Active）
工作原理：
- 两台设备均同时运行相同的业务，并且在互为备份的同时分担工作负载。
- 两台服务器通过负载均衡器共同处理请求，彼此同步数据。
- 当一台设备发生故障时，另一台设备完全接管所有任务。
特点：资源利用率最高，系统复杂性最高，可靠性强
适用场景：对于高性能、高可用性要求的系统（如大型电商平台或通信网络）。
二、服务集群技术
1、关键特点
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分布式架构：将多台独立的服务器通过网络组合成一个虚拟的整体，对外提供统一的服务。
- 客户端只需访问集群提供的单一名称或地址，无需关心内部服务器结构。
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高可用性（HA）：集群可通过自动故障转移（Failover）实现应用服务的无缝接管，保证系统的高可靠性。故障服务器下线后，其任务可以快速分配到其他节点。
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负载均衡（Load Balancing）：集群可以根据当前负载情况，将客户端请求均匀分发到各服务器，避免单点过载。实现资源的高效利用，提升系统性能。
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扩展性（Scalability）：新的服务器节点可以动态加入集群，无需影响现有服务。随着业务增长，可以水平扩展系统容量。
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独立存储：集群中每台服务器都有自己的本地存储，存储操作系统和应用程序文件。数据的一致性通过分布式文件系统或数据库同步机制来保证。
2、主要组成
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节点服务器：每台服务器运行独立的操作系统，执行各自的任务。
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网络通信：内部局域网用于集群节点之间的通信和协调，负载均衡器或DNS轮询机制对外提供服务入口。
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集群管理软件：提供故障监控、节点管理、资源分配等功能
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共享存储（可选）：在某些情况下，集群会使用共享存储，尤其是数据库或文件服务类型的集群应用。
3、主要类型
| 集群类型 | 描述 | 应用场景 |
| 高可用集群（HA集群） | 主要保障系统的高可用性，当某个节点发生故障时，其他节点接管任务。 | 金融系统、电子商务网站、通讯系统等要求高可用的应用。 |
| 负载均衡集群 | 通过负载均衡器将请求均匀分配到多台服务器，提高并发处理能力。 | 高访问量网站、流媒体服务、在线游戏等。 |
| 高性能计算集群（HPC） | 将多台服务器的计算能力联合起来，用于处理复杂的并行计算任务。 | 科研计算、大数据分析、天气模拟等高计算需求场景。 |
高可用集群的两种架构示意图
三、双机热备与服务器集群技术的区别
| 特点 | 双机热备技术 | 服务器集群技术 |
| 组成结构 | 两台服务器、共享存储和热备软件 | 多台服务器组成的分布式或负载均衡系统 |
| 适用场景 | 高可靠性、高可用性需求，单点业务 | 高并发、高负载场景，如大型网站或分布式计算系统 |
| 工作模式 | 主备模式，备机仅在主机故障时接管任务 | 主主模式或主从模式，多台服务器共同分担任务 |
| 资源利用率 | 备机处于待机状态，利用率较低 | 所有节点资源同时被使用，利用率高 |
| 切换复杂性 | 切换快速、简单，通过心跳和管理软件自动完成 | 切换复杂，可能涉及负载均衡器和一致性管理 |
