Некоторые аспекты построения кластерных систем высокой готовности. Общая схема построения кластера. Кластерная система повышенной надежности

Некоторые аспекты построения кластерных систем высокой готовности  

Сегодня при разработке систем специалисты в области информационных технологий сталкиваются с проблемами, которые в первую очередь относятся к обеспечению высокой надежности, доступности и управляемости разрабатываемых систем. Неадекватная производительность, долгое время реакции и остановки системы для проведения сервисного обслуживания сегодня неприемлемы. К компьютерным системам сегодня выдвигаются следующие требования:

• Гарантировать высокий уровень готовности
• Обеспечивать ожидаемую производительность и масштабируемость
• Допускать интеграцию данных из различных источников
• Способствовать повышению производительности пользователей
• Иметь низкий показатель "цена/производительность" и низкую стоимость владения
• Демонстрировать быструю и экономичную обслуживаемость
• Кластерные системы высокой готовности решают перечисленные задачи.

Отказоустойчивость и высокая готовность

Необходимо различать параметры высокой готовности и отказоустойчивости. Готовность системы - это время, в течение которого система способна предоставлять сервисы своим пользователям. Показатель готовности системы - это выраженное в процентах отношение времени, когда система предоставляет сервисы своим пользователям, к общему времени работы системы. Системы высокой готовности обычно имеют показатель готовности порядка 99,999%, другими словами, время незапланированного простоя систем составляет несколько минут в год.

Отказоустойчивость аппаратной части системы предполагает такое решение по ее составу, когда сбои отдельных модулей системы не приводят к отказу всей системы в целом (коррекция ошибок, majority-voting, TRM).

Причины, которые приводят к сбою систем, могут быть разделены на следующие классы:

• Системные сбои (аппаратное и программное обеспечение, эксплуатация)
• Сбои прикладного ПО
• Изменения окружающей среды
• Функциональные сбои (конфигурация системы, функционирование и администрирование)
• Сбои инфраструктуры (линии связи, телекоммуникации и т.д.).

Приблизительно только 45% сбоев относятся к классу системных сбоев. Остальная часть относится к сбоям ПО, окружающей среде и инфраструктуре. Следовательно, просто отказоустойчивой аппаратной части недостаточно для обеспечения высокой готовности.

Общая схема построения кластера

Кластеры могут строиться на основе различных конфигураций серверов и систем хранения данных, но есть ряд общих требований к архитектуре кластера.

Основа кластера - это некоторое избыточное количество отказоустойчивых серверов (node) от 2 до N в зависимости от конфигурации кластера и его задач.

Решение, обеспечивающее повышенную отказоустойчивость сервера, должно включать:

• компоненты с "горячей" заменой - диски, вентиляторы, внешние накопители, устройства PCI, источники питания;
• избыточные источники питания и вентиляторы;
• автоматический перезапуск и восстановление системы;
• память с коррекцией ошибок;
• функции проверки состояния системы;
• превентивное обнаружение и анализ неисправностей;
• средства удаленного администрирования системы.

Системы хранения должны быть представлены RAID системами высокой готовности, которые необходимо зеркалировать для обеспечения бесперебойной работы