Основные понятия

MSCS сокращает длительность простоев, осуществляя переходы по отказу между отдельными компьютерами, применяя при этом взаимосвязь между серверами и дисковую систему с общим доступом (рис. 10.2). В качестве взаимосвязи между серверами может применяться любое высокоскоростное соединение, например, сеть Ethernet или другое сетевое оборудование. Эта взаимосвязь функционирует как канал коммуникации между серверами, благодаря которому возможна двусторонняя передача информации о состоянии кластера и о конфигурации. Благодаря разделяемой дисковой системе возможен равноправный доступ всех серверов кластера к базе данных и к другим файлам с данными. Такая разделяемая дисковая система может быть реализована при помощи SCSI, SCSI поверх Fibre Channel, а также при помощи какого-либо нестандартного оборудования. Разделяемые диски могут быть как одиночными дисками, так и RAID-системой.

рис. 10.2. Кластер Windows 2000

Как только система будет сконфигурирована как сервер кластера, она будет преобразована из обычного сервера в так называемый виртуальный сервер. Виртуальный сервер похож на обычный сервер, но для него применяется абстрагирование и отказ от настоящей физической сущности компьютера. Так как аппаратная часть компьютера, образующая виртуальный сервер, может со временем меняться, то пользователь не будет знать, на каком именно сервере выполняется его приложение в данный момент времени. Поэтому пользовательские приложения выполняются не на конкретном комплекте оборудования, а на виртуальном сервере.

Виртуальный сервер существует как элемент сети и ему сопоставлен IP-адрес, применяемый в протоколе TCP/IP. Этот IP-адрес может передаваться от одного компьютера к другому, благодаря чему пользователи продолжают «видеть» виртуальный сервер независимо от того, на каком именно оборудовании он работает. На самом деле, этот IP-адрес переходит от одного компьютера к другому, что обеспечивает одинаковое представление виртуального сервера для наружного наблюдателя. Приложение, направленное по некоторому адресу, всё равно получит доступ, соответствующий этому адресу, даже если конкретный сервер, соответствующий этому адресу, и откажет (однако этот адрес теперь будет соответствовать другому серверу). Виртуальный сервер прячет от пользователя операции перехода по отказу, поэтому пользователь может продолжать свою работу, не зная о событиях, происходящих «за кулисами».

Компоненты кластера

Для создания кластера нужны некоторые компоненты: программное обеспечение для управления кластером, взаимосвязь между серверами и разделяемая дисковая система. Чтобы образовать кластер, эти компоненты должны быть сконфигурированы согласованно с приложениями, которые будут предназначены для работы на нём.

Программное обеспечение mscs для управления кластером

Программное обеспечение для управления кластером – это совокупность инструментальных средств, применяемых для технического обслуживания, конфигурирования и работы кластера. Оно содержит следующие подкомпоненты, работающие совместно и выполняющие, при необходимости, переход по отказу:

• менеджер узлов (Node Manager) – поддерживает членство в кластере и передаёт «пульс» (heartbeats) членам кластера (узлам); этот пульс представляет собой просто периодически отсылаемые сообщения, означающие «Я жив»; если пульс от некоторого узла прекращается, то другой узел делает вывод, что этот узел перестал функционировать, и предпринимает шаги по приёму на себя его функций; менеджер узлов является одним из наиболее критичных элементов кластера, потому что он следит за состоянием кластера и решает, какие действия должны быть предприняты;

• менеджер базы данных конфигурации (Configuration Database Manager) – поддерживает базу данных конфигурации кластера, в которой хранятся сведения обо всех компонентах кластера, как об абстрактных логических элементах (например, виртуальных серверах), так и физических элементах (например, разделяемых дисках); эта база данных подобна системному реестру Windows;

• менеджер ресурсов / менеджер переходов по отказу (Resource Manager / Failover Manager) – запускает и останавливает службу MSCS; информацию (например, о потере узла, о добавлении узла и т.д.) менеджер ресурсов / менеджер переходов по отказу получает от монитора ресурсов и менеджера узлов;

• обработчик событий (Event Processor) – инициализирует кластер и осуществляет маршрутизацию информации о событиях (routes event information) среди компонент кластера; обработчик событий также инициирует расширение кластера, давая указание менеджеру узлов о добавлении узла;

• менеджер коммуникаций (Communications Manager) – управляет коммуникацией между узлами кластера; все узлы кластера, для обеспечения своей правильной работы, должны постоянно осуществлять коммуникацию друг с другом; если этой коммуникации между узлами не будет, то информация о состоянии кластера будет потеряна и кластер не сможет функционировать;

• менеджер глобального обновления (Global Update Manager) – передаёт информацию о состоянии кластера (например, информацию о добавлении узлов в кластер, об удалении узлов и т.д.) всем узлам кластера;

• монитор ресурсов (Resource Monitor) – отслеживает состояние различных ресурсов кластера и сообщает статистические данные; эта информация может применяться для принятия решений о необходимости выполнения на кластере переходов по отказу;

• служба времени (Time Service) – гарантирует, что все узлы кластера сообщают одинаковое системное время; если бы службы времени не было, то события могли бы представляться в неверной последовательности, что приводило бы к неверным решениям; например, если бы один узел «думал» бы, что сейчас 2 часа дня и содержал бы старую копию файла, а другой узел «думал» бы, что сейчас 10 часов утра и содержал бы более новую версию этого файла, то кластер мог бы неправильно решить, что файл на первом узле является более свежим.