第 1 页超级集群解决方案超级集群解决方案，第1部分:实现应用程序的最大可伸缩性的技巧使用WebSphereProxyServer和HTTP插件进行扩展级别：中级KevinKepros,咨询软件工程师,IBMDr.DebasishBanerjee,WebSphere顾问,IBM,SoftwareGroup20*年8月26日如果您的应用程序的客户机负载压力非常大，该怎么办？面对大量的客户机或客户机请求，需要使用大量的应用服务器来处理负载。这类问题的常见解决方案就是利用IBMWebSphereApplicationServerNetworkDeployment集群，但是，如果普通规模的集群仍然无法处理所需的应用程序负载，那又该怎么办？来自IBMWebSphereDeveloperTechnicalJournal。简介对于大多数企业软件拓扑结构，应用程序可伸缩性是一项重要的服务品质。为了实现可伸缩性，企业级JavaEE应用程序通常被部署到IBMWebSphereApplicationServerNetworkDeployment集群中，并在其中执行。然而，集群的实际大小是有限制的。如果集群的规模还不足以处理所需的应用程序负载，该怎么办？这个共分2部分的系列文章介绍了一种有用的技巧，可以在WebSphereApplicationServer中实现最大程度的应用程序可伸缩性，我们将之称为超级集群。本系列的第一部分介绍了将应用于HTTP插件和WebSphereProxyServer的“超级集群”技巧。第2部分将讨论DMZSecureProxyServerforWebSphereApplicationServer、IBMWebSphereVirtualEnterprise随需应变路由器（ODR），以及IBMWebSphereeXtremeScale。回页首集群为了实现可伸缩性，企业级JavaEE应用程序通常被部署到WebSphereApplicationServerNetworkDeployment（此后简称为NetworkDeployment）集群，并在其中执行。第 2 页客户机请求跨越集群进行路由，因此将在所有应用服务器进程之间分配工作负载。图1.分布在集群成员之间的客户机请求亲缘性（affinity）如果应用程序使用无状态的方式进行设计，那么请求将被路由到包含已部署应用程序的任意NetworkDepoloyment集群成员中（无请求亲缘性）。然而，根据协议和应用程序设计，客户机请求可以与特定的NetworkDeployment集群成员具有一种亲缘性。例如，一个HTTP会话可能会在处理第一个请求的集群成员中创建，因此该客户机的所有后续请求应当发送到相同的集群成员。亲缘性例子包括HTTP会话与HTTP协议的亲缘性、SIP会话与SIP协议的亲缘性、IIOP的事务亲缘性，等等。大多数路由器组件在向集群成员（应用服务器）转发请求时都可以维护相应的亲缘性。故障转移除可伸缩性以外，将应用程序部署到NetworkDeployment集群可以提供高可用性。如果其中一个集群成员失败，那么路由器可以将客户机请求传递到其他集群成员上的应用程序中。使用会话故障转移机制将在出现HTTP或SIP会话时提供透明的故障转移机制。管理尽管理论上可以使用非集群式的NetworkDeployment实例在上文提到的模式中获得可伸缩性，但是使用NetworkDeployment集群将提供巨大的管理优势。与部署在非集群式NetworkDeployment实例中的应用程序相比，集群式NetworkDeployment实例中的应用程序在启动、停止、安装、卸载或更新方面得到了简化。事实上，部署在非集群式NetworkDeployment实例中的应用程序的管理是一个容易出错的过程。集群规模限制IBMWebSphereApplicationServerV6.0引入了一个称为高可用性管理器（HAM）的组件。该组件同时提供了称为核心组（coregroup）的新配置属性。虽然对高可用性管理器和所有相关功能的讨论超出了本文的范围，但是核心组构建规则会对集群规模的限制产生影第 3 页响，因此需要对核心组有一个基本的了解：核心组核心组指一个静态的高可用性域，其中包含一组紧密耦合的WebSphereApplicationServer进程。WebSphereApplicationServercell中的每个进程都是核心组的一员。核心组进程建立通向彼此的网络连接，并使用这些连接监视和判断某个进程是否正在运行，或者发生故障。核心组的所有成员以网状拓扑结构彼此连接，如图2所示。图2.核心组中的WebSphereApplicationServer进程JVM之间的紧密耦合提供了较低的消息延迟（任何成员之间只有一个网络跳转）和快速的故障检测。然而，充分互联的拓扑结构也较大地限制了核心组的可伸缩性。因此，核心组不能像cell那样进行同等程度的伸缩，并且较大的cell需要划分为多个核心组。根据特定WebSphereApplicationServer环境在核心组之间的通信需求，各个核心组需要使用核心组桥接服务（coregroupbridgeservice，CGBS）连接在一起。图3.大型WebSpherecell中的多个核心组核心组构建规则良好构建的核心组应当遵循核心组构建规则进行创建，如WebSphereApplicationServerInformationCenter（参考参考资料）中所述。其中一条构建规则表明，一个WebSphereApplicationServer集群不能超出一个核心组。换言之，集群中的所有成员必须是同一核心组中的成员。这条规则意味着WebSphereApplicationServer集群的最大大小潜在地受到核心组最大大小的限制。图4.集群必须是核心组的子集核心组大小限制下页超级集群解决方案,第1部分实现应用程序的最大可伸缩性的技巧如果包含有过多成员的话，核心组可能无法正常工作。核心组成员的精确数量限制取决于多个因素，包括可用的CPU资源、内存资源、网络带宽、应用程序数量、应用程序类型，等等。因此，无法定义一第 4 页个精确的限制。然而，如果要制定计划，IBM提供了以下指导原则：WebSphereApplicationServerV6.0.2：当接近50个成员时，考虑使用多个核心组。oWebSphereApplicationServerV6.1或V7.0：当接近100个成员时，考虑使用多个核心组。o注意，以上仅仅是一些指导原则，并且只有对您自己的拓扑结构进行了测试才能确定具体的限制。但是，这些指导原则表示一个NetworkDeployment集群的最大大小应当被限制为50到100个成员之间。挑战您已经看到，NetworkDeployment集群的最大大小受到核心组的最大大小的限制，这意味着集群的最大大小被限制为50到100个成员之间，具体取决于硬件、拓扑结构、应用程序等因素。这是一个可伸缩的数量，可为大多数应用程序提供足够的伸缩性。然而，如果应用程序需要极端的可伸缩性，该怎么办？如果应用程序的可伸缩性需求要求部署到超过隐含限制的集群中，又该怎么办？如何将应用程序部署到大量NetworkDeployment实例中，同时又能尽量保留单一集群部署的管理优势？答案就是超级集群。回页首超级集群虽然应用程序的可伸缩性需求很少会超过单个WebSphereApplicationServer集群的处理能力，但是确实存在这样的情况。对于这些场景，可以使用一种技巧来解决这种隐含的集群大小限制，那就是定义一个超级集群或“集群式集群”的拓扑结构。超级集群就是指一种具有层次结构的集群，您可以将其看作是典型WebSphereApplicationServer集群的一般化。图5.具有层次结构的超级集群对于具有某种抽象程度的集群式拓扑结构，某些类型的路由器组件将把客户机请求转发给部署在集群中的应用程序。考虑将应用程序部署到多个集群中，这样每个集群将具备以下特征：每个集群都属于它自身的核心组。包含数量适中的成员。如果路由器可被配置为将客户机请求转发给每个集群中第 5 页的成员，那么就可以有效地解决集群大小受限的问题。理想情况下，您希望路由器执行一个合理的负载平衡策略，同时维护必要的服务器亲缘性。因此，典型的超级集群将执行如下操作：将一个应用程序部署到多个集群（或集群式集群）。使用相应的路由器分发客户机请求，这样，从客户机的角度来看，具有两层结构的集群看上去就像是一个扁平结构的单层传统WebSphereApplicationServer集群。正如您所料，超级集群受到以下几个限制：目前，超级集群化技术只能应用于HTTP协议，而对于IIOP或SIP等其他协议是无效的。对于HTTP协议，某些路由器将自动把请求转发给部署在多个集群的应用程序，而其他路由器则需要手动修改路由数据，才能够将客户机请求分发到部署在多个集群中的应用程序。与传统集群中的应用程序部署不同，超级集群中的应用程序部署并不是一个单步过程，而是涉及到多个步骤。为了演示超级集群的使用，现在假设一个应用程序需要运行在包含120个成员的集群中，从而满足客户机负载需求。对于这个例子，可以创建三个新的核心组，在每个核心组中创建一个包含40个成员的集群，然后将应用程序部署到这三个集群中。假设使用的是熟悉的HTTP插件路由器，生成的超级集群拓扑结构类似于图6。图6.包含120个成员的超级集群如前所述，在超级集群拓扑结构中可以使用各种各样的路由器。下一小节将具体介绍如何配置和使用各种不同的路由器，以及它们的限制和局限性。所有示例都基于WebSphereApplicationServerV7。HTTP插件本节介绍了如何设置和配置超级集群，使用的路由器为WebSphereApplicationServerHTTP插件。考虑到本文的目的，请参考图所示的包含两个集群的示例。图7.使用HTTP插件的超级集群回页首配置使用HTTP插件路由器的超级集群拓扑结构的基本步骤包括：第 6 页1.创建一个WebSphereApplicationServer集群。2.将应用程序安装到集群中。3.测试和检验应用程序。4.创建额外的WebSphereApplicationServer集群。5.将应用程序模块映射到每个集群。6.生成HTTP插件文件（plugin-cfg.xml）。7.编辑plugin-cfg.xml文件，以将请求路由到多个集群中。8.将修改后的plugin-cfg.xml文件复制到相应的Web服务器位置。这些步骤中的大部分都属于标准WebSphereApplicationServer管理任务（创建集群、安装应用程序、生成插件等等），并且执行这些任务的说明已经被很好地归档到WebSphereApplicationServerInformationCenter中。然而，其中两个步骤即步骤5和步骤需要进行一些解释。让我们仔细查看这些“有些陌生”的步骤，看看这个简单示例涉及了哪些内容。将应用程序模块映射到多个集群考虑两个WebSphereApplicationServer集群，称为Cluster1和Cluster2：每个集群包含两个成员（图8）。图8.包含两个集群的拓扑结构“Ping”（图9）是一个简单的JavaEE应用程序，它被部署到Cluster1中。上页下页超级集群解决方案,第1部分实现应用程序的最大可伸缩性的技巧图9.Ping应用程序这里的目的是从Ping应用程序中将应用程序模块映射到Cluster1和Cluster2。具体做法是通过使用管理控制台访问Ping应用程序的配置页面。要管理应用程序模块，从Ping应用程序配置页面（图10）中选择ManageModules链接。图10.Ping应用程序配置从M第 7 页anageModules配置模板（图11）中，您应当能够将应用程序模块映射到部分或所有已配置的集群和服务器。