Балансировка сетевой нагрузки для обеспечения масштабируемости

Чаще всего технологии балансировки сетевой нагрузки находят применение при распределении входящих HTTP-запросов между внешними веб-серверами. Встроенный в Windows Server 2003 инструментарий сетевой кластеризации позволяет составлять сбалансированные по нагрузке кластеры с числом узловых компьютеров не свыше 32, однако в ряде случаев резкое замедление роста производительности отмечается уже начиная с 20–25 узлов. Для распределения запросов между несколькими кластерами можно применить циклический перебор имен DNS (службы доменных имен). Циклический перебор доменных имен представляет собой способ балансировки нагрузки, когда DNS-сервер распределяет входящие запросы между IP-адресами из списка. DNS-сервер поочередно адресует запросы каждому из включенных в список серверов. Однако в системах такого масштаба предпочтительна аппаратная балансировка сетевой нагрузки, поскольку подобные устройства направляют запросы на наименее загруженный сервер, благодаря чему загрузка распределяется более равномерно.

Достоинства и недостатки вертикального и горизонтального масштабирования

Существуют два очевидных пути масштабирования серверного решения и тем самым обеспечения возросших запросов. Архитектура вертикального масштабирования означает модернизацию аппаратных компонентов введенных в эксплуатацию серверов или замену сервера более производительной моделью. Когда речь идет об архитектуре горизонтального масштабирования, имеется в виду установка дополнительных серверов, которые примут на себя часть нагрузки, так что на каждый сервер будет приходиться меньшее, чем прежде, число запросов. Помимо этого, архитектура горизонтального масштабирования предусматривает, что некоторые серверы могут быть выделены исключительно для выполнения определенных задач. Это позволяет ослабить соперничество за выделение ресурсов между процессами с различными требованиями к использованию ресурсов.

Часто решение о вертикальном масштабировании принимается без долгих раздумий как единственный вариант на том основании, что производительность новых процессоров постоянно растет. Однако такой подход чреват последствиями в виде отказа оборудования (например, к ферме серверов добавляется один внешний веб-сервер вместо двух). Если для организации важно обеспечить высокую степень доступности, необходимо позаботиться об избыточных системах, способных управлять нагрузкой сервера. Горизонтальное масштабирование уменьшает тяжесть негативных последствий при отказах оборудования, поскольку выход из строя отдельного узла сети означает всего лишь перераспределение нагрузки между оставшимися узлами. Горизонтальное масштабирование также означает большую гибкость архитектуры, поскольку по мере необходимости удовлетворения растущих требований позволяет подключать или выводить из эксплуатации серверы, имеющие более низкую стоимость. В первую очередь к горизонтальному масштабированию имеет смысл прибегать, если речь идет о веб-серверах, и эту же модель модернизации стоит иметь в виду в случае баз данных SQL.

Рост доступности при использовании ферм серверов

Намереваясь развернуть серверное решение, ни в коем случае нельзя упускать из виду возможные последствия простоя сервера. Если задачей такой системы является обеспечение услуг, жизненно важных для хозяйственной деятельности, проект должен предусматривать высокую степень доступности системы, когда одиночный отказ оборудования не отражается на ее работе. Так, высокая степень доступности необходима в следующих случаях:

• от данной услуги зависит, сможет ли персонал выполнять свои обязанности,

• услуга обеспечивает потребности клиентов,

• от данной услуги непосредственно зависят сделки,

• соглашениями об уровне обслуживания (SLA) прямо предусмотрена высокая степень доступности.

В перечисленных случаях автономный сервер не соответствует уровню предъявляемых требований, поскольку отказ любого узла способен вывести его из строя, из чего следует вывод о необходимости развертывания фермы серверов.