Взаимосвязь между серверами
Взаимосвязь между серверами – это просто соединение между узлами кластера. Так как для узлов кластера необходима постоянная коммуникация между ними (через Службу времени, Менеджер узлов и т.д.), то поддержка этой связи очень важна. Взаимосвязь между серверами должна быть надёжным каналом коммуникации.
Во многих случаях в качестве взаимосвязи между серверами может применяться сеть Ethernet, на которой исполняется протокол TCP/IP или NetBIOS. Этого вполне достаточно, но может возникнуть необходимость в применении нестандартной, высокоскоростной взаимосвязи между серверами, которая будет гораздо быстрее, чем Ethernet; эти взаимосвязи можно приобрести у многих поставщиков оборудования, некоторые из них предоставляют как решения для разделяемых дисков, так и решения для коммуникации.
Разделяемая дисковая система
Другая ключевая компонента, необходимая для создания кластера – разделяемая дисковая система. Если к одной и той же дисковой системе могут иметь доступ многие компьютеры, то в случае отказа узла его работу может взять на себя другой узел. Разделяемая дисковая система должна предоставлять равноправный доступ многим компьютерам к одним и тем же дискам, т.е., каждый из компьютеров должен быть способен иметь доступ ко всем дискам.
В настоящее время доступно несколько видов разделяемых дисковых систем, разрабатываются и новые технологии для дисков. Дисковые подсистемы SCSI всегда поддерживали работу со многими инициаторами, когда можно иметь много контроллеров SCSI на одной и той же шине SCSI. Это делает SCSI идеальным выбором для применения в кластерах. Фактически, системы SCSI были первыми дисковыми подсистемами, которые могли применяться для кластеризации.
Для поддержки кластеризации были разработаны также более современные дисковые технологии, например Fibre Channel. Системы Fibre Channel позволяют подключать диски, находящиеся на значительном удалении от компьютеров. Большинство систем Fibre Channel поддерживает применение многих контроллеров в одном кольце Fibre Channel. Для поддержки кластеризации были спроектированы или модифицированы некоторые RAID-контроллеры. Без модификаций или без внесения изменений в конфигурацию, большинство дисковых контроллеров не поддерживает кластеризацию.
Один из важнейших вопросов, которые следует решить при кластеризации – это вопрос о кэшах контроллеров, благодаря которым возможно кэширование записей в память. Если кэш расположен на самом контроллере каждый узел имеет свой собственный кэш (рис. 10.3). В этом случае говорят, что он находится перед разделением дисков («in front of» the disk sharing), потому что два кэша пользуются одними и теми же дисковыми накопителями. Если каждый контроллер имеет кэш и кэш размещается на отказавшем компьютере, то данные из кэша могут быть потеряны. Поэтому, если в конфигурации кластера применяются внутренние кэши контроллера, они должны быть настроены как применяемые только для чтения (set as read-only). (При некоторых обстоятельствах такая настройка может уменьшить производительность некоторых систем.)
рис. 10.3. Кэши контроллера перед разделением дисков
В других решениях этой проблемы с разделяемыми дисками предусматривается расслоение (чередование) RAID и кэширование внутри самой дисковой подсистемы. В этой конфигурации кэш разделяется (используется совместно) узлами и в данном случае говорят, что кэш находится позади разделения дисков (рис. 10.4). Теперь механизмы расслоения и кэш выглядят одинаково для всех контроллеров системы, и безопасными являются как чтение из кэша, так и запись в кэш.
рис. 10.4. Кэш контроллера позади разделения дисков
Последние дисковые подсистемы SCSI и Fibre Channel допускают размещение RAID- контроллеров в корпусах дисковых систем, а не в корпусах компьютеров. Такие системы обеспечивают хорошую производительность и отказоустойчивость. Фактически, многие RAID-системы этого типа предлагают контроллеры и кэши, полностью защищённые при помощи избыточности. Многие из последних RAID-систем применяют архитектуру этого типа.