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簡介

在任何情況下，僅僅交付一個具有豐富功能集的高質量應用程序是不夠的，在越來越多的時候，它還必須滿足高可用性標準。您是否因為群集技術看起來過於高深、難於理解和使用而沒有使應用程序再提高一個層次？隨著 Microsoft 的群集服務在 Windows NT™ 4 中引入以及在 Windows Server 2003 系列中正式提供，開發人員可使用一些簡單工具在群集環境中部署應用程序。這些工具能夠將群集中的應用程序登記為一般應用程序，並且能夠通過編寫 Windows 腳本的方式來控制應用程序的配置。

群集將兩個或多個伺服器連接在一起，使其對客戶端呈現為單個計算機。在一個群集中連接伺服器可以分擔工作負載、實現單點操作/管理，並為滿足增長的需求進行相應的調整提供了一種途徑。因此，通過群集可以產生具有高可用性的應用程序。

本文著重介紹三種支持群集的 Microsoft 伺服器技術之一：群集服務。我們將說明如何在群集環境中對應用程序輕鬆執行性能檢查，而無需更改應用程序代碼。

三種群集技術

Microsoft 伺服器提供了三種支持群集的技術：網路負載平衡 (NLB)、組件負載平衡 (CLB) 和 Microsoft 群集服務 (MSCS)。

網路負載平衡

網路負載平衡充當前端群集，用於在整個伺服器群集中分配傳入的 IP 流量，是為電子商務 Web 站點實現增量可伸縮性和出色可用性的理想選擇。最多可以將 32 個運行 Windows Server 2003 系列產品的計算機連接在一起共享一個虛擬 IP 地址。NLB 通過在群集內的多個伺服器之間分配其客戶端請求來增強可伸縮性。隨著流量的增加，可以向群集添加更多的伺服器，任何一個群集最多可容納 32 個伺服器。NLB 在為用戶提供連續服務的同時還提供了高可用性，即自動檢測伺服器故障，並在 10 秒內在其餘伺服器中重新分配客戶端流量。

組件負載平衡

組件負載平衡可以在多個運行站點業務邏輯的伺服器之間分配負載。它在最多包含八個等同伺服器的伺服器群集中實現了 COM+ 組件的動態平衡。在 CLB 中，COM+ 組件位於單獨的 COM+ 群集中的伺服器上。激活 COM+ 組件的調用是平衡到 COM+ 群集中的不同伺服器的負載。CLB 通過作用於多層群集網路的中間層與 NLB 和群集服務配合工作。 CLB 是作為 Application Center 2000 的特性提供的，可與 Microsoft 群集服務在同一組計算機上運行。

群集服務

群集服務充當後端群集，可為資料庫、消息傳遞以及文件和列印服務等應用程序提供高可用性。當任一節點（群集中的伺服器）發生故障或離線時，MSCS 將嘗試最大程度地減少故障對系統的影響。

通過 Microsoft 群集服務實現故障轉移

MSCS 故障轉移功能是通過群集中連接的多個計算機中的冗餘實現的，每台計算機都具有獨立的故障狀態。為了實現冗餘，需要在群集中的多個伺服器上安裝應用程序。但在任一時刻，應用程序只在一個節點上處於聯機狀態。當該應用程序出現故障或該伺服器停機時，此應用程序將在另一個節點上重新啟動。 Windows Server 2003 數據中心版支持在一個群集中最多包含 8 個節點。

每個節點都具有自己的內存、系統磁碟、操作系統和群集資源的子集。如果某一節點出現故障，另一個節點將接管故障節點的資源（此過程稱為“故障轉移”）。然後，Microsoft 群集服務將在新節點上註冊資源的網路地址，以便將客戶端流量路由至當前擁有該資源的可用系統。當故障資源恢復聯機狀態時，MSCS 可配置為適當地重新分配資源和客戶端請求（此過程稱為“故障恢復”）。要使應用程序恢復到發生故障轉移時的那一點，節點必須能夠訪問保持應用程序狀態的共享存儲區。

請注意，Microsoft 群集服務旨在提供高可用性，而不是真正的容錯功能。“容錯”一詞通常用於描述提供更高級別恢復功能的技術。容錯伺服器通常使用結合了特定軟體的高級硬體或數據冗餘，提供從單個硬體或軟體故障近乎瞬時的恢復。這類解決方案的成本遠遠高於群集解決方案，因為您必須購買冗餘硬體，而冗餘硬體只不過閑置在那裡用於故障恢復。Microsoft 群集服務使用價格適宜的標準硬體提供出色的高可用性解決方案，同時最大程度地利用計算資源。

Microsoft 群集服務基於無共享的群集模型。無共享模型規定，雖然群集中有多個節點可以訪問設備或資源，但該資源在一個時刻只能由一個系統佔有和管理。（在 MSCS 群集中，資源是指任何可以聯機或離線、可在群集中進行管理、一個時刻只能以一個節點作為宿主並可以在節點之間移動的物理組件或邏輯組件。

群集服務結構

Microsoft 群集服務由三個主要組件構成：群集服務、資源監視器和資源 DLL。此外，還可以利用群集管理器創建提供管理功能的擴展 DLL。

群集服務

群集服務是核心組件，並作為高優先順序的系統服務運行。群集服務控制群集活動並執行如下任務：協調事件通知、加速群集組件之間的通信、處理故障轉移操作和管理配置。每個群集節點都運行自己的群集服務。

資源監視器

資源監視器是群集服務和群集資源之間的介面，並作為獨立進程運行。群集服務使用資源監視器與資源 DLL 進行通信。DLL 處理所有與資源的通信，因此 DLL 以資源監視器為宿主可以保護群集服務免受運行不正常或停止工作的資源造成的影響。資源監視器的多個副本可以在單個節點上運行，從而可以將無法預測的資源與其他資源隔離開。

群集服務在需要對資源執行操作時，向分配給該資源的資源監視器發送請求。如果資源監視器的進程中沒有可以處理該類型資源的 DLL，則使用註冊信息載入與該資源類型相關聯的 DLL。然後，將群集服務的請求傳遞至其中一個 DLL 的入口點函數。資源 DLL 將處理操作的細節，以滿足資源的特定需要。

資源 DLL

第三個關鍵的 Microsoft 群集服務組件是資源 DLL。資源監視器和資源 DLL 使用資源 API 進行通信。資源 API 是用於管理資源的入口點、回調函數和相關結構及宏的集合。

對於群集服務而言，資源是任何可進行管理的物理組件或邏輯組件，例如磁碟、網路名、IP 地址、資料庫、Web 站點、應用程序以及任何其他可以聯機和離線的實體。資源可按類型進行組織。資源類型包括物理硬體（例如磁碟驅動器）和邏輯項（例如 IP 地址、文件共享和一般應用程序）。

每個資源都使用資源 DLL，它主要是資源監視器和資源之間的被動轉換層。資源監視器調用資源 DLL 的入口點函數來查看資源的狀態，使資源聯機和離線。資源 DLL 負責通過任何方便的 IPC 機制與其資源進行通信，以實現這些方法。

實現其自身資源 DLL 與群集服務通信的應用程序以及使用群集 API 請求和更新群集信息的應用程序都被定義為識別群集的應用程序。不使用群集或資源 API 以及群集控制代碼函數的應用程序和服務都不識別群集，也不知道群集服務在運行。這些不識別群集的應用程序通常作為一般應用程序或服務進行管理。

識別群集的應用程序和不識別群集的應用程序都可以在群集節點上運行，並且都可以作為群集資源進行管理。但是，只有識別群集的應用程序可以利用群集服務通過群集 API 提供的功能。開發識別群集的應用程序需要建立自定義資源類型。通過自定義資源類型，開發人員可以使其應用程序在群集內發生各種事件（例如，節點即將離線，因此會關閉資料庫連接）時，作出響應並採取必要的措施。

對於大多數需要在群集中運行的應用程序，最好投入一些時間和資源開發自定義資源類型。不過，可以先在群集環境中對應用程序進行測試，而不必修改應用程序的代碼或創建新的資源類型。在 Windows Server 2003 系列中，未經修改的應用程序可以作為“不識別群集的”應用程序以基本級別運行。群集服務專為此用途提供了一般應用程序資源類型。

群集管理器擴展 DLL

群集管理器擴展 DLL 在群集管理器內提供特定於應用程序的管理功能，允許用戶以同樣的方式管理他們的應用程序，無論該應用程序是在群集內部運行還是在群集外部運行。開發人員可以在群集管理器的框架內提供應用程序管理功能，或只是將這些功能鏈接到現有的管理工具。

開發人員可以通過編寫擴展 DLL 來擴展群集管理器的功能。群集管理器應用程序通過一組已定義的 COM 介面與擴展 DLL 進行通信。擴展 DLL 必須實現一組特定的介面並且在群集的每個節點上都進行註冊。

不識別群集的應用程序

不提供其自身資源 DLL 的應用程序或服務仍可以在群集環境中進行配置。Windows Server 2003 系列中的群集服務包括僅用於此目的的一般資源 DLL：一般應用程序資源 DLL 和一般服務資源 DLL。群集服務將這些應用程序或服務看作是不識別群集的一般應用程序或服務。

一般資源 DLL 只提供最基本的控制。例如，一般應用程序資源 DLL 通過確定應用程序的進程是否仍然存在來檢查應用程序是否發生故障，並通過終止進程使應用程序離線。但它並不依賴於其他資源，而是提供一個在群集環境中測試應用程序的簡單方法。

高可用性記事本

並非所有應用程序都能在群集中高效地工作。最有效的評估方式就是在群集中實際部署應用程序。執行初次測試的最簡單機制是使用內置的一般應用程序資源類型將應用程序登記到群集中。“Generic Application”（一般應用程序）資源類型作為 Windows Server 2003 系列中群集服務的一部分提供，可以通過查看“Cluster Administrator”（群集管理器）工具中“Cluster Configuration”（群集配置）下的“Resource Types”（資源類型）節點查看該類型以及其他內置資源類型。

群集管理器具有互動式嚮導，使您能夠為列出的任何資源類型創建資源。群集服務還提供了 COM 介面，您可以用編程的方式創建和管理資源。

注最新的群集管理器工具及相關的開發資源可以從 Platform SDK 獲得。

群集自動化伺服器

群集自動化伺服器提供一組自動化對象，用於向腳本語言公開一個完整的群集管理介面，使您能夠開發基於 Web 的遠程管理工具。群集自動化伺服器能夠簡化和增強創建群集管理應用程序的過程。

群集自動化伺服器的本質是面向對象的，這意味著幾乎所有群集編程任務都會涉及以下步驟：

確定需要執行的群集操作。

查找具有屬性或方法的群集自動化伺服器對象以完成操作。

確定如何獲取步驟 2 中的對象。MSDN® 中提供的對象層次結構可用於此目的。

獲取對象並調用屬性或方法。

為了進行說明，我們將使用 Windows Scripting Host 和 Microsoft VBScript 以編程方式創建一般應用程序資源。

群集對象

群集對象是頂層對象，允許創建新實例。群集對象的 ProgID 是“MSCLUSTER.CLUSTER”：

Set oCluster = CreateObject( "MSCluster.Cluster" ) 打開群集

在使用群集上的任何方法之前，必須先打開到該群集的連接。Open 方法可打開到群集的連接。將空字元串 ("") 作為參數傳遞給 Open 方法，即可打開到 localhost 上的群集的連接。腳本將在本地主機伺服器上運行：

oCluster.Open( "" ) 創建組

群集組是群集資源的容器。當組中的一個資源發生故障且必須將該資源轉移到其他節點時，該組中的所有資源都將被移動。組還定義了依賴關係邊界。某個資源只能建立與另一個資源的依賴關係，前提是，該資源在同一個組中。為了進行測試，我們將創建一個獨特的組，名為“High Availability Notepad”（高可用性記事本）：

Set oGroup = oCluster.ResourceGroups.CreateItem( "High Availability Notepad" ) 創建資源

每個組都包含資源集合。CreateItem 方法創建一個新資源，並將其添加到組的集合中。在本示例中，我們將創建一個名為“Notepad”的資源，資源類型為“Generic Application”：

Set oResource = oGroupResources.CreateItem( "Notepad", "Generic Application", 0 ) 設置資源屬性

每個一般應用程序資源都具有兩個可使資源聯機的基本屬性： CommandLine 和 CurrentDirectory。CommandLine 包含資源聯機時要執行的命令，而 CurrentDirectory 則指定從中執行命令的文件系統目錄。當此腳本執行語句使資源聯機時，將啟動 Notepad。要查看 Notepad，我們還需要將 InteractWithDesktop 屬性設置為 1。

Set oProperties = oResource.PrivateProperties ' Set the properties of the Generic Application oProperties.Item("CommandLine") = "notepad" oProperties.Item("CurrentDirectory") = "c:\" oProperties.Item("InteractWithDesktop") = 1 oProperties.SaveChanges 使資源聯機

Online 方法使資源聯機。Online 是一種狀態，用於描述資源對群集可用。對於一般應用程序，使資源聯機就意味著啟動 Notepad。

oResource.Online 10 完整的腳本清單

Option Explicit Main '''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' Main subroutine. ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' Sub Main Dim oGroup Dim oCluster Dim oResource ' Create the Cluster object. Set oCluster = CreateObject( "MSCluster.Cluster" ) ' Open the cluster. Empty string means open the local cluster. oCluster.Open( "" ) ' Create or open the group. AddGroup oCluster, oGroup ' Create or open the resource. AddResource oGroup, oResource ' Bring the resource online and wait for up to 10 seconds ' for it to come online. oResource.Online 10 End Sub ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' ' This subroutine will create or open the group. ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' Sub AddGroup( oCluster, oGroup ) Set oGroup = oCluster.ResourceGroups.CreateItem( "High Availability Notepad" ) End Sub ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' This subroutine will add the resource to the group. ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' Sub AddResource( oGroup, oResource ) Dim oGroupResources Dim oProperties Dim oCLProperty Dim oCDPropery Set oGroupResources = oGroup.Resources Set oResource = oGroupResources.CreateItem( "Notepad", "Generic Application", 0 ) 'CLUSTER_RESOURCE_DEFAULT_MONITOR Set oProperties = oResource.PrivateProperties ' Set the properties of the Generic Application oProperties.Item("CommandLine") = "notepad" oProperties.Item("CurrentDirectory") = "c:\" oProperties.Item("InteractWithDesktop") = 1 oProperties.SaveChanges End Sub ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' ' Wait for a specified number of time. ''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''''' Sub Sleep( PauseTime ) Dim Start Start = Timer Do While Timer < Start + PauseTime Loop End Sub 通過運行這個簡單的腳本，將創建新的“Notepad”資源，並將其放入自身的組（“High Availability Notepad”）中。

驗證結果

我們可以使用群集管理器來驗證結果。通過查看“群集管理器”中 Notepad 資源的屬性，可以看到已經正確設置了參數。

查看“Advanced”（高級）選項卡，您將看到默認屬性，指示發生故障時應用程序至多重新啟動 3 次。LooksAlive 和 IsAlive 輪詢間隔默認為資源類型中的值，但也可以通過指定其他值將其改寫。由於此應用程序沒有特殊代碼使其成為識別群集的應用程序，因此僅通過在系統中運行的進程存在與否確定它是否處於活動狀態。

測試應用程序

Notepad 資源聯機后將在伺服器上啟動。如果 Notepad 進程被終止，它將立即再次啟動。這是因為群集服務在發揮作用，試圖使應用程序保持打開和運行狀態。作為一般應用程序資源，無論什麼時候，只要應用程序進程不再運行，群集服務就能夠立即注意到，並根據策略採取糾正措施。

如果應用程序發生的故障不會導致進程終止（例如，網路故障、掛起或後台線程終止），結果會怎樣呢？遺憾的是，對於一般應用程序資源類型，您只能進行一般故障檢測。大多數編寫在群集環境中運行的應用程序的開發人員都傾向於生成自定義資源 DLL，來處理與應用程序有關的問題。要不是作為在群集中評估應用程序的快捷方法，一般應用程序資源類型不會得到應用。

結論

Microsoft 群集服務使用價格適宜的標準硬體提供高可用性，同時最大程度地利用計算資源。Windows Server 2003 系列中的群集服務提供了強大的工具，使您的應用程序具有較高的可用性。對於某些開發人員而言，編寫識別群集的應用程序可能要付出很大的代價，且難度較大。為了使開發人員能夠以較低的投入來使用集群，群集服務提供了一般應用程序資源類型，允許在群集內對應用程序進行簡單配置。雖然一般應用程序資源類型可能不會提供生產型應用程序所需的複雜性，但它提供了一種測試方法，可以查看應用程序在群集內的執行情況。

MSCs（mesenchyal stem cells）:骨髓間充質幹細胞，骨髓原始間充質幹細胞是骨髓基質幹細胞，對骨髓中的造血幹細胞（HSC）不僅有機械支持作用，還能分泌多種生長因子（如IL-6，IL-11，LIF，M-CSF及SCF等）來支持造血。

骨髓幹細胞主要包括造血幹細胞和間充質幹細胞(mesenchymal stem cells，MSCs)兩大類型。近來Sato等 將人的骨髓細胞分為MSCs、CD34 細胞和非MSCs/CD34一細胞，分別移植至烯丙基乙醇致肝損傷的大鼠肝臟后發現，人骨髓MSCs是肝細胞的主要細胞來源，未發現細胞融合證據。骨髓MSCs因具有某些不可替代的優點，而受到越來越多的關註：(1)易於獲得，體外培養、傳代、擴增容易，並能夠持久保持分化能力；(2)無明顯免疫排斥反應；(3)無倫理學問題。目前MSCs在很多領域，包括藥物性肝損害和腦膠質瘤的動物實驗模型中均顯示出了一定的治療效果，但MSCs能否應用於原發性肝癌的治療，目前缺乏相關研究。

目前常用的分離MSC的方法主要有全骨髓法和密度梯度離心法，全骨髓法即根據幹細胞在低血清培養基種有貼壁優勢特性，定期換液除去不貼壁細胞，從而達到純化及擴增MSC的目的。密度梯度離心法即根據骨髓中各細胞成分比重的不同，分離單核細胞進行貼壁培養。二者本質上無多大區別。隨著對MSC表面抗原認識的深入，又有人利用免疫方法如流式細胞儀法、免疫磁珠法等對其進行分離純化，但經過流式或磁珠分選后的細胞出現了增殖緩慢等一些問題，加之成本較高和技術的難度，在某種程度上限制了這些方法的廣泛應用。