LAXCUS分布式操作系统中的集群和节点

Laxcus分布式操作系统采用三层体系结构：系统、集群、节点，其关系如下图所示。系统由不同类型的集群组成，不同类型的节点组成各自的集群，它们以分散、弱依赖的方式连接在一起，有序协调运行，单个节点或集群的错误故障不影响系统整体运行。这里的节点有别于传统的客户机/服务器模型，它兼具它们的双重身份，可以同时发送和接受请求。当它对外发起请求时，它的身份是客户机，接收外来请求时，它又是服务器。这一点请大家特别注意，这是集群架构软件的基本属性。

1、Top集群

Top集群是Laxcus分布式操作系统的顶级集群，管理所有集群和节点。在Laxcus运行环境里，Top集群任何时候只能有一个。

1.1 Top节点

Top节点是Top集群的管理节点，管理登录的子级节点，为它们提供Top集群特有服务。生产环境中，Top节点通常采用“一常两备”的方式。即一个提供正常服务的运行节点，两个监视运行节点的备份节点。当运行节点发生故障失效，备份节点会瞬时唤醒，以协商方式选出新的运行节点替换故障节点，从而保证Top集群正常运行。工作完成后，同步通知Watch节点。

2、Bank集群

Bank集群是Laxcus分布式操作系统的子级集群，注册到Top集群。Bank集群管理用户账号和分布式应用软件，为登录用户提供虚拟空间。系统支持多个Bank集群并行运行，每个Bank集群有五类节点。

2.1 Bank节点

Bank节点是Bank集群的管理节点，管理登录的子级节点，为它们提供Bank集群特有服务。生产环境中，Bank节点同Top节点一样，也是采用“一常两备”的运行模式。

2.2 Account节点

Account节点负责保存用户账号，分配操作权限，把用户上传的分布应用软件备份在云端。

2.3 Hash节点

Hash节点负责Bank集群的分支校验和定位工作，保证集群节点、登录用户、资源的负载平衡。

2.4 Gate节点

Gate节点是Bank集群的网关节点，介于内网和外网之间，受理用户登录，为用户分配虚拟的计算机集群用户空间，同时防止网络攻击行为。

2.5 Entrance节点

Entrance节点是Bank集群的网关节点，介于内网和外网之间。它提供登录用户的身份校验，保证登录用户和集群负载平衡，同时防止网络攻击行为。

3、Home集群

Home集群是Laxcus分布式操作系统的子级集群，注册到Top集群。Home集群负责分布式存储和计算工作，为登录用户分配虚拟空间。系统支持多个Home集群并行运行，每个Home集群有五类节点。

3.1 Home节点

Home节点是Home集群的管理节点，管理登录的子级节点，为它们提供Home集群特有服务。生产环境中，Home节点也遵循“一常两备”的运行模式。

3.2 Data节点

Data节点为用户分配虚拟的计算机集群数据空间，负责数据存储和简单计算工作。

Data节点有“级别”概念，被分为主节点（Prime Site）和从节点（Slave Site）。它们的区别在于，主节点具有“读写”能力，可以执行全部数据操作，包括添加、删除、更新、检索。从节点只拥有“读”的能力，即数据检索操作。

3.3 Work节点

Work节点负责为用户分配虚拟的计算机集群业务空间，执行数据计算工作。重要性高、计算量大的数据处理工作都会转移到Work节点执行。

3.4 Build节点

Build节点负责为用户分配虚拟的计算机集群业务空间，执行数据重组工作。数据重组即ETL服务。ETL是的提取、转换、装载（extract、transform、load）的简称，它的要旨是把各种数据，按照各自不同的需求，经过重新组织整理，形成新的数据。重组后的数据，将再次保存到Data节点，成为新计算工作的必要材料。

3.5 Call节点

Call节点负责为用户分配虚拟的计算机集群业务空间，为数据存储和计算提供集群的网络分区和定位工作。它是Home集群的网关节点，起着“中间人”的角色。对内调度和协调Data、Work、Build节点，对外接受Front节点的登录和操作请求，同时对Front节点屏蔽集群内部拓扑环境，防止外部发起的网络攻击。

4、跨集群节点

跨集群节点的共同特点是可以在多类集群中存在，不绑定某一类集群，它们包括：

4.1 Log节点

Log节点提供日志的保存、格式化、检索工作，被所有节点使用。日志信息为集群的业务和数据追踪和分析、程序调试、快速定位和判断运行故障提供重要的依据。

4.2 Watch节点

Watch节点是基于图形桌面的计算机集群监管节点，只限系统管理员使用，功能与Windows、Macintosh桌面一致，需要首先注册到Top、Bank、Home节点的任何一个，然后才能执行对这个集群的管理工作。运行过程中，Laxcus集群会主动向Watch节点推送各种信息，包括错误和故障。管理员也可以通过Watch节点，实时追踪和检查所有节点和注册用户的状态，调整节点运行参数，改变节点运行载荷。所有结果都以文字、图像、声音等形式展示到用户桌面上。

4.3 Front节点

Front节点属于客户端节点，由注册用户使用，它有四种界面模式：

1. 字符界面的控制台，在第三方平台上运行，类似Telnet。

2. 图形化的用户桌面，功能与Windows、Macintosh桌面一致，

3. 嵌入到第三方应用的驱动程序（类似ODBC、JDBC）

4. 提供边缘计算服务的后台进程

除了界面和操作有所区别，它们执行的是一样的工作内容。