Introducción Los servicios de clúster se han convertido progresivamente en un elemento esencial para que las organizaciones implementen aplicaciones de línea de negocio y de comercio electrónico de gran importancia empresarial.
Un clúster es un grupo de equipos que trabajan de manera conjunta para ejecutar un grupo de aplicaciones comunes y ofrecer la imagen de un único sistema al cliente y a la aplicación. Los equipos están conectados físicamente mediante cables y programáticamente mediante software para clústeres. Estas conexiones permiten que los equipos utilicen la conmutación por error y el equilibrio de carga, que no resultan posibles en equipos individuales. La familia de Windows Server 2003 proporcionará dos tipos de servicios de clúster: - Cluster Service (MSCS) Disponible únicamente en Windows Server 2003, Enterprise Edition y Datacenter Edition, este servicio proporciona una alta disponibilidad y escalabilidad para aplicaciones vitales como bases de datos, sistemas de mensajería y servicios de archivos e impresión. Los diversos servidores (nodos) de un clúster permanecen en comunicación constantemente. En caso de que uno de los nodos del clúster no esté disponible debido a un error o a que se están realizando tareas de mantenimiento, otro nodo comenzará inmediatamente a proporcionar servicios, un proceso denominado conmutación por error. Los usuarios que estén obteniendo acceso al servicio continuarán haciéndolo, sin saber que ahora el servicio lo proporciona un servidor distinto (nodo).
Windows Server 2003, Enterprise Edition y Datacenter Edition admitirán configuraciones de clúster de servidores de hasta 8 nodos. Esta modificación se ha realizado para permitir una mayor flexibilidad para las implementaciones: especialmente para las configuraciones de clústeres dispersos geográficamente, y para admitir configuraciones de tipo N+I (N activos con I libres). N+I será especialmente importante para admitir implementaciones de Microsoft Exchange Server más grandes utilizando Windows Server 2003 en el futuro. - Network Load Balancing (NLB) Disponible en todas las versiones de la familia de Windows Server 2003, este servicio equilibra la carga del tráfico de Protocolo Internet (IP) entrante a través de los clústeres. El equilibrio de carga en la red mejora la disponibilidad y la escalabilidad de los programas basados en servidor de Internet, como los servidores Web, los servidores de multimedia de transmisión por secuencias y los Servicios de Terminal Server. Actuando como la infraestructura de equilibrio de carga y proporcionando información de control para aplicaciones de administración creadas sobre el Instrumental de administración de Windows (WMI), el equilibrio de carga en la red puede integrarse sin problemas en las infraestructuras existentes de comunidades de servidores Web.
Ventajas|
| Alta disponibilidad | El clúster está diseñado para evitar un único punto de error. Las aplicaciones pueden distribuirse en más de un equipo, consiguiendo un grado de paralelismo y una recuperación de errores y proporcionando más disponibilidad. | | Escalabilidad | Puede aumentar la capacidad de cálculo del clúster si agrega más procesadores o equipos. | | Capacidad de administración | El clúster aparece como la imagen de un único sistema para los usuarios finales, las aplicaciones y la red, proporcionando a la vez un único punto de control para los administradores, local o remotamente. |
Mejoras y características nuevasCreada a partir de las bases establecidas en Windows 2000, la familia de Windows Server 2003 proporciona nuevas capacidades y características, facilitando y haciendo más eficaz la implementación y la administración de los servicios de clúster. Este artículo resume lo siguiente: - Características del clúster de servidores
- Características del equilibrio de carga en la red
Características del clúster de servidores
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| Instalación y configuración fácil |
El servicio de clúster es una parte del conjunto del sistema operativo Windows Server 2003, ya ha dejado de ser un componente opcional. Esto permite que un nodo de clúster de servidores se configure sin medio de distribución y permite que un clúster de servidores se cree, o que se modifique la configuración, utilizando las herramientas de administración de clúster desde una estación de administración remota. No se requieren reinicios para instalar una configuración de clúster de servidores.
La acción de quitar un nodo de un clúster de servidores consiste en algo tan simple como su expulsión del clúster. Cualquier dato de configuración de clúster asociado con el nodo se suprime de forma automática, y no se requiere ningún reinicio.
Cuando se configura un nodo de clúster de servidores, el proceso de configuración valida la configuración de hardware y software para asegurar que cualquier incompatibilidad desconocida se detecta antes de finalizar la configuración del servicio de clúster. Muchas de las opciones de configuración son valores predeterminados proporcionados para facilitar y acelerar la configuración de un clúster de servidores que siga las prácticas recomendadas. Tras esta configuración, un clúster de servidor en funcionamiento puede personalizarse mediante las herramientas de administración de clúster de servidores.
La infraestructura de configuración del clúster es una interfaz abierta disponible para otros fabricantes de software. Esto permite que las aplicaciones configuren sin problemas los recursos de clúster de servidores y modifiquen su configuración durante una instalación de clúster de servidores.
La configuración de un clúster de servidores permite la creación de secuencias de comandos y está disponible a través de herramientas de línea de comandos y a través de la GUI del administrador de clústeres.
| | Compatibilidad con clústeres de mayor tamaño | En Datacenter Edition, el tamaño máximo de clúster admitido se ha aumentado de los 4 nodos de Windows 2000 a los 8 nodos de Windows Server 2003.
En Enterprise Edition, el tamaño máximo de clúster admitido se ha aumentado de los 2 nodos de Windows 2000 Advanced Server a los 8 nodos de Windows Server 2003.
El aumento del número de nodos de un clúster de servidores permite al administrador tener muchas más opciones para implementar aplicaciones y proporcionar directivas de conmutación por error que cubran los riesgos y las expectativas de las empresas.
Los clústeres de servidores de gran tamaño proporcionan una mayor flexibilidad en la creación de clústeres en múltiples sitios, dispersos geográficamente, proporcionados para la tolerancia a desastres y para evitar los tradicionales errores de nodos o aplicaciones.
| | Integrado con el servicio de Active Directory |
Los clústeres de servidores que ejecutan Windows Server 2003, Enterprise Edition o Datacenter Edition están integrados con el servicio Microsoft Active Directory®.
La integración asegura que un objeto de equipo "virtual" se registra en Active Directory. Esto permite que las aplicaciones utilicen la delegación y la autenticación Kerberos para obtener servicios de alta disponibilidad que se ejecuten en un clúster. El objeto de equipo proporciona también una ubicación predeterminada a los servicios compatibles con Active Directory para publicar puntos de control de servicio.
| | Compatibilidad con 64 bits | Los clústeres de servidores son plenamente compatibles con los equipos que ejecutan las versiones de 64 bits Windows Server 2003. Las aplicaciones que pueden aprovechar el espacio de memoria aumentado de los equipos que ejecutan las versiones de 64 bits de Windows Server 2003 también pueden aprovechar la elevada disponibilidad que ofrece la conmutación por error. | | Mayor capacidad de administración | Cuando los clústeres de servidores se utilizan con infraestructuras de almacenamiento que permiten un crecimiento dinámico del volumen, los discos de clúster pueden expandirse de forma dinámica con conexión, con una nueva herramienta integrada llamada DiskPart. | | Configuración fácil de los recursos |
Resulta más fácil configurar impresoras en clúster y el proceso de configuración del Coordinador de transacciones distribuidas de Microsoft (MSDTC) resulta también más sencillo, únicamente necesita configurarse una vez para que la información de configuración se replique en todos los nodos.
Puede hacerse que las aplicaciones sean compatibles con los clústeres de servidores mediante el uso de lenguajes de secuencias de comandos como Visual Basic® Script y JScript®; esto facilita la creación de complementos de recursos específicos para aplicaciones que pueden supervisarse y controlarse en un clúster de servidores.
También se admiten las propiedades específicas de los recursos; esto permite que las secuencias de comandos de los recursos se utilicen para almacenar información sobre la configuración de nivel de clúster de servidores, que puede utilizarse y administrarse del mismo modo de cualquier otro recurso.
La compatibilidad con Microsoft Message Queuing (MSMQ) se ha mejorado para que incluya compatibilidad con los desencadenadores. Esto permite que las aplicaciones tengan una elevada disponibilidad para crearse en base a todas las características proporcionadas por la infraestructura de mensajería confiable.
| | Mejoras en la red |
Los clústeres de servidores aprovechan una serie de mejoras importantes en la red. La lógica avanzada para la conmutación por error ahora es compatible cuando se ha producido una pérdida total de la comunicación (latido) interna; y el estado de la red para la comunicación pública de todos los nodos ahora se toma en cuenta antes de que se tome la decisión de la propiedad por quórum.
La detección de medios proporciona una mejor protección a la conmutación por error. Como la detección de medios está deshabilitada de forma predeterminada, se preserva la función de red y todos los recursos dependientes de direcciones IP permanecen con conexión.
Se seleccionan automáticamente los latidos de multidifusión; si un clúster de servidores es lo suficientemente grande y la infraestructura de red puede admitir la multidifusión entre los nodos del clúster. Si falla la comunicación de multidifusión por cualquier motivo, las comunicaciones internas vuelven a la difusión única. En cualquier suceso, todas las comunicaciones internas son firmadas y seguras.
| | Mejoras de capacidades de almacenamiento |
Los clústeres de servidores aprovechan las eficaces capacidades de almacenamiento. Los puntos de montaje ahora son compatibles con los discos compartidos y funcionan en la conmutación por error, proporcionando un espacio de nombres del sistema de archivos flexible. La caché de cliente (CSC), también conocida como "archivos sin conexión", ahora es compatible con los recursos compartidos de archivos en clúster y permite que un equipo cliente guarde en la caché datos almacenados en un recurso compartido de clúster.
El Sistema de archivos distribuido (DFS) mejorado ahora incluye: múltiples raíces autónomas, conmutación por error independiente, compatibilidad con las configuraciones activas y permite compartir múltiples archivos en distintos equipos que deben agregarse a un espacio de nombres común.
Los servicios de clúster se han optimizado para las redes de área de almacenamiento (SAN), incluyendo restablecimientos de dispositivos seleccionados y requisitos de interconexión de almacenamiento.
Los discos compartidos ahora pueden ubicarse en la misma interconexión de almacenamiento, como los discos de archivo de volcado, de archivo de paginación y de arranque. Esto permite que un clúster de servidores tenga una única (o única redundante) interconexión de almacenamiento.
NOTA: esto únicamente está disponible si los fabricantes han configurado y habilitado estas configuraciones.
| | Funcionamiento simplificado |
Los clústeres de servidores aprovechan capacidades operativas importantes. Pueden realizarse copias de seguridad y restauraciones de las bases de datos y los datos de configuración, mientras que la conmutación por error de nodos admite la conmutación por error para clústeres con tres nodos o más. La compatibilidad con la afinidad de grupos proporciona un rendimiento y una disponibilidad mejorados ya que las aplicaciones se conmutan por error en nodos dispersos antes que en nodos activos.
Las actualizaciones sucesivas de Windows 2000 a la familia de Windows Server 2003 aseguran un tiempo de inactividad mínimo ya que únicamente debe dejarse sin conexión un nodo de un clúster para realizar la actualización. Puede cambiarse la contraseña de la cuenta de servicio de clúster de forma dinámica sin tener que dejar sin conexión los nodos del clúster.
Las supresiones de recursos se realizan utilizando el Administrador de clústeres o Cluster.exe, sin tener que dejar sin conexión el recurso.
La compatibilidad del Instrumental de administración de Windows (WMI) se proporciona en las áreas siguientes: control y administración de clústeres, información de estado del clúster y la aplicación y sucesos de modificación de estado del clúster.
| | Recuperación de errores y solución de problemas más fácil |
Se han realizado un importante número de mejoras en los archivos de registro de clúster de servidores para permitir una solución de problemas y una depuración más fácil. Entre estas mejoras cabe incluir: registros de clúster; registros de configuración; niveles de error; marca de tiempo de servidor local; GUID (identificador único global) en la asignación de nombres de recursos y el registro de sucesos.
Cuando se ejecuta chkdsk en un disco de clúster, el registro de chkdsk se mantiene cerca y el estado de chkdsk se escribe en el registro del clúster.
Existe una nueva herramienta de diagnóstico disponible en el Kit de recursos (ClusDiag) que permite que los registros de clústeres y de sucesos de todos los nodos del clúster se correlacionen y comparen.
En el caso de un error de disco, el Kit de recursos contiene una nueva herramienta (ClusterRecovery) que permite que los recursos del disco se reconstruyan y que el estado del clúster vuelva a crearse.
| | Nuevas topologías de clúster |
Windows Server 2003 proporciona el mecanismo de quórum de clúster tradicional, así como un nuevo recurso de quórum llamado "Conjunto de nodos mayoritario". Este recurso de quórum permite que los clústeres de servidor se creen sin utilizar un disco compartido como dispositivo del quórum.
Mediante el uso del nuevo mecanismo de quórum pueden crearse topologías de clúster adicionales; por ejemplo, servidores de clústeres sin discos compartidos. El Conjunto de nodos mayoritario facilita la creación y configuración de clústeres dispersos geográficamente, en múltiples sitios.
| | EFS es compatible con los discos en clúster | Windows Server 2003 admite el Sistema de archivos de cifrado (EFS) en discos en clúster (compartidos). |
Características del equilibrio de carga en la red
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| Administrador de equilibrio de carga en la red |
Esta nueva utilidad de Windows Server 2003 proporciona un único punto de configuración y administración para los clústeres de NLB. El Administrador de NLB puede utilizarse para: - Crear nuevos clústeres de NLB y propagar automáticamente los parámetros de clúster y las reglas de puerto a todos los hosts del clúster. También propaga los parámetros del host a hosts específicos de un clúster.
- Agregar y quitar hosts, a o desde clústeres de NLB.
- Agregar automáticamente direcciones IP de clúster de servidores a TCP/IP.
- Administrar los clústeres existentes conectando con ellos o cargando su información de host a un archivo y guardando esta información para un uso posterior.
- Configurar el NLB para equilibrar la carga de múltiples sitios Web o aplicaciones en el mismo clúster de NLB. Esto incluye agregar todas las direcciones IP de clúster a TCP/IP y controlar el tráfico enviado a aplicaciones específicas en hosts específicos del clúster.
- Diagnóstico de clústeres configurados indebidamente.
| | Clústeres virtuales |
Esta nueva característica de Windows Server 2003 puede utilizarse para: - Configurar reglas de puerto distintas para direcciones IP de clúster distintas, donde cada dirección IP de clúster corresponde a una aplicación o un sitio Web alojados en el clúster de NLB.
- Filtrar el tráfico enviado a una aplicación o un sitio Web específico en un host específico del clúster.
- Elegir el host del clúster que debería utilizarse para prestar servicio al tráfico enviado a una aplicación o un sitio Web específico alojado en el clúster.
| | Compatibilidad con múltiples NIC (tarjetas de interfaz de red) |
Windows Server 2003 enlaza el NLB con múltiples tarjetas de red y permite que los usuarios: - Alojen múltiples clústeres de NLB en los mismos hosts y los dejen en redes completamente independientes.
- Utilicen el NLB para el equilibrio de carga en servidores de seguridad y proxy en situaciones en las cuales el equilibrio de carga es necesario en diversos frentes de un proxy o un servidor de seguridad.
| | Afinidad bidireccional |
La utilización más habitual de la afinidad bidireccional es poner en clúster los servidores ISA (Internet Security and Acceleration) para el equilibrio de carga en servidores de seguridad y proxy. Habitualmente el NLB se utiliza conjuntamente con ISA para la publicación de Web y de servidor. Aunque la publicación de Web no requiere una afinidad bidireccional, la publicación de servidor sí.
La afinidad bidireccional crea múltiples instancias de NLB en el mismo host, que trabajan en parejas para asegurar que las respuestas de los servidores publicados se enrutan a través de los servidores ISA adecuados en un clúster.
| | Compatibilidad con el Protocolo de administración de grupos de Internet (IGMP) |
Esta nueva característica limita la inundación en el conmutador. (La inundación en el conmutador está originada por el algoritmo de NLB que requiere que cada host de un clúster de NLB pueda ver todos los paquetes entrantes dirigidos al clúster.)
La compatibilidad con IGMP conserva los recursos de red limitando el flujo exclusivamente a los puertos de un modificador que tiene máquinas de NLB conectadas.
Nota: la compatibilidad con IGMP solamente puede habilitarse si el NLB está configurado en modo de multidifusión.
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ResumenLos servicios de clúster de Windows Server 2003 proporcionarán unas mejoras drásticas gracias a la mejora de las características existentes y a la oferta de nuevas opciones importantes. La instalación y la configuración son más fáciles y sólidas. Con la configuración previa, la administración remota y los valores predeterminados establecidos, un clúster de servidor básico puede estar en funcionamiento pleno más rápidamente y con menos reinicios. La integración de los servicios de clúster con Active Directory proporciona muchas ventajas, incluyendo las siguientes: un objeto de equipo "virtual", seguridad y autentificación Kerberos y una integración reforzada con otros servicios que publican información en Active Directory. Las características de red avanzadas proporcionan mayores capacidades de conmutación por error y un alto rendimiento del sistema. Las adiciones de compatibilidad y solución de problemas permiten que los administradores señalen los errores y los posibles problemas futuros, utilizando herramientas de supervisión en tiempo real. Para obtener más información acerca de los clústeres, vea la Introducción técnica a los servicios de clústeres (en inglés). |
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