Использование кластеров

Легко заметить по последним схемам, что серверы (терминальный сервер, сервер приложений, сервер баз данных, файловый сервер для хранения библиотеки приложения) являются в них уязвимым местом. Во-первых, при выходе из строя такой машины система выйдет из строя, а во-вторых, при увеличении размеров информационной системы, например, увеличении числа клиентских машин, может потребоваться замена сервера – он просто не будет справляться с нагрузкой.

Первая проблема решается использованием отказоустойчивых серверов, а вторая – использованием кластеров (систем из нескольких серверов, способных параллельно выполнять одну задачу). В кластер можно объединить как терминальные серверы, так и серверы приложений, и серверы баз данных.

Кластерные системы отличаются следующими достоинствами:

1. Большая надёжность. При выходе из строя компьютера, входящего в кластер, мы можем использовать ресурсы прочих серверов, входящих в кластер. В большинстве случаев нам просто придётся перезапустить программу на клиентских машинах, взаимодействовавших в момент аварии с повреждённым сервером.

2. Высокая масштабируемость. В случае если у нас нагрузка на кластер возрастёт, мы просто добавим в кластер ещё один сервер.

3. Возможность гибкого выделения ресурсов серверов. Мы можем выделить общий набор серверов для нескольких кластеров. Например, сделать кластер для серверов приложений и другой кластер – для серверов баз данных. Далее в случае, если нагрузка на сервер баз данных будет выше, чем мы предполагали, то мы сможем рассмотреть вопрос о передаче одного сервера из первого кластера во второй или даже вопрос о совместном использовании одной или нескольких машин в двух кластерах.

Серверы приложений могут быть объединены в кластер двумя способами:

1. С использованием кластера Windows.

2. Без использования кластера Windows.

Технология кластеризации Microsoft

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.

1. 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.

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

3. 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.

1. 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.

2. 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.