Технология кластеризации

Дополнительная информация Технология кластеризации в Windows Server 2003 (EN) Руководство по развертыванию и настройке кластеров в Windows Server 2003 (EN)

Кластеризация предполагает установление физических и программных связей между серверами и координацию их взаимодействия при решении общих задач. При возможном сбое одного из серверов процесс, называемый передачей нагрузки при сбое (failover), автоматически перемещает его нагрузку на другой сервер, обеспечивая непрерывность обслуживания. Кроме метода передачи нагрузки, некоторые виды кластеризации используют также средства балансировки нагрузки, позволяющие распределить вычислительную нагрузку в сети связанных компьютеров.

Технологии кластеризации Windows Server 2003 в сочетании возможностями симметричной мультипроцессорной обработкой (SMP) и поддержкой больших объемов памяти позволяют организациям гарантировать отказоустойчивость важнейших приложений и удовлетворять возрастающие потребности путем расширения этих приложений «вверх» и «вширь».

Кластер — это группа независимых компьютеров, совместно выполняющих общий набор приложений, которая воспринимается клиентами и приложениями как единая система. Компьютеры физически связаны кабелями, а программно — с помощью программного обеспечения кластера. Эти связи позволяют компьютерам использовать методы передачи нагрузки при сбое и балансировки нагрузки, которые неприменимы к одиночному компьютеру.

Технологии кластеризации обеспечивают высокую отказоустойчивость, масштабируемость и управляемость.

Высокая отказоустойчивость

Кластер создается для предотвращения возможных отказов. Приложения могут быть распределены между несколькими компьютерами, что повышает степень параллелизма, ускоряет процесс восстановления после сбоев и обеспечивает большую отказоустойчивость.

Масштабируемость

Производительность кластера может быть увеличена за счет добавления процессоров или компьютеров.

Управляемость

Конечные пользователи, приложения и сеть воспринимают кластер как единую систему, и в таком же целостном виде он управляется администраторами. Управление кластером может быть и удаленным.

Корпорация Microsoft предлагает две технологии кластеризации, которые могут использоваться независимо или совместно, предоставляя организациям возможность выбора такого решения, которое отвечало бы требованиям к определенному приложению или службе.

Служба кластеров (Cluster service)

Основным назначением этой службы является реализация метода передачи нагрузки при сбое для поддержки таких приложений, как базы данных, системы передачи сообщений и службы файлов/печати. Эта служба является идеальным решением для обеспечения доступности важнейших бизнес-приложений и других серверных систем, таких, например, как сервер Microsoft Exchange Server или база данных Microsoft SQL Server, используемая в качестве хранилища данных для веб-узла.

Балансировка нагрузки сети (NLB, Network Load Balancing)

Эта служба распределяет IP-трафик (протокола IP) в рамках кластеров. Применение метода балансировки нагрузки сети NLB повышает как отказоустойчивость, так и масштабируемость серверных интернет-программ, таких как веб-серверы, серверы потокового мультимедиа и службы терминалов. Эта служба может быть интегрирована в существующие инфраструктуры ферм веб-серверов. В таких распределенных средах веб-ферм служба NLB в будущем позволит также создавать совершенную архитектуру балансировки нагрузки при ее использовании совместно с системой Microsoft Application Center.

Балансировка нагрузки сети

Возможности службы кластеров

Центральное место в работе организаций занимают бизнес-приложения, к которым относятся такие системы, как базы данных, серверы передачи сообщений, системы управления предприятиями (ERP, Enterprise Resource Planning) и основные службы печати и файлов. Служба кластеров гарантирует высокую отказоустойчивость этих важнейших приложений. Единственный физический сервер больше не является «узким местом» системы.

В случае аппаратного или программного сбоя на одном из узлов выполнявшееся на нем приложение (или группа приложений) перемещается службой кластеров на один из работающих узлов и там перезапускается. Во время такой передачи нагрузки данные не теряются, так как служба кластеров использует конфигурацию с общими дисками и архитектуру с общей шиной типа SCSI или Fibre Channel.

Использование службы кластеров дает следующие преимущества.

Сокращение внеплановых простоев

Незапланированные простои из-за сбоев аппаратных или программных средств могут привести к потере прибыли, рабочего времени обслуживающего персонала и недовольству клиентов. Существенно уменьшить время простоя приложений, вызванного такими неожиданными сбоями, поможет использование службы кластеров с размещением важнейших бизнес-приложений на общих дисках.

Простое развертывание дополнительных ресурсов с использованием чередующихся обновлений

Служба кластеров идеально подходит для выполнения «прозрачных» обновлений приложений без прерывания обслуживания клиентов. Обновление аппаратных и программных ресурсов и даже операционных систем возможно без вывода приложения из рабочего режима. Для этого приложения перемещаются на один узел, производится обновление освободившегося узла, а затем приложения возвращаются обратно на исходный узел.

Развертывайте критически важные приложения

Служба кластеров поддерживается множеством приложений, которые выполняют различные функции и предлагаются большим числом поставщиков. Номенклатура таких приложений включает:

• базы данных,
• почтовые серверы,
• средства управления инфраструктурой,
• средства восстановления при сбоях,
• системы управления предприятиями (ERP),
• службы DNS, DHCP, WINS, SMTP и другие.

Развертывание на стандартных аппаратных средствах

Развертывание кластеров на базе стандартных аппаратных ресурсов позволяет существенно снизить затраты по сравнению с применением дорогих фирменных отказоустойчивых серверов.

Табл. 1. Возможности технологий кластеризации Windows, развернутых в типичной среде электронной торговли

Выбор технологии кластеризации для приложения
Технология обновления Сценарий	Служба кластеров	Балансировка нагрузки сети	Преимущества
Ферма веб-серверов						Быстрое увеличение пропускной способности Минимизация времени простоя
Службы терминалов			Быстрое увеличение пропускной способности Минимизация влияния сбоев сервера
Службы файлов/печати			Минимизация перерывов на обслуживание Гарантия целостности данных после передачи нагрузки при сбое
Базы данных/почтовые серверы			Минимизация перерывов на обслуживание Гарантия целостности данных после передачи нагрузки при сбое
Веб-узлы электронной коммерции			Быстрое увеличение пропускной способности Минимизация влияния простоев сервера или приложений