CC BY
70
РЕНЁВ1 Роман Олегович
КЛАСТЕРИЗАЦИЯ КАК СПОСОБ ОПТИМИЗАЦИИ ИНФОРМАЦИОННЫХ РЕСУРСОВ
В статье говорится о возможных вариантах кластерных решений, применяемых в государственных, коммерческих предприятиях и банковском секторе для. организации вычислительных центров с высокой степенью доступности и масштабируемости, а также организации процессов безостановочного производства.
Ключевые слова: сервер, база данных, канал связи, виртуальная, машина.
In article it is told, about possible versions of the klaster decisions applied, in the state, commercial enterprises and the banking sector to the organization of computer centers with high degree of availability and scalability, and. also the organization of processes of unceasing production.
Keywords: server, date base, data line, virtual machine.
В настоящее время информационные технологии проникли практически во все сферы жизнедеятельности человека. В современных условиях трудно себе представить кого-либо, кто не пользуется компьютером, мобильным телефоном, Интернетом. Одновременно с этим возрастает потребность в надежности, безопасности хранения и более высокой производительности при обработке информации. Большинство организаций имеет свои корпоративные сети, состоящие из определенного количества рабочих станций, сервисные парки, представляющие большой набор сервисов: доступ в Интернет, антивирусная защита, сервера печати, корпоративная почта, файлообменники, сервера баз данных и многое другое. В этой связи перечисленная инфраструктура требует крупных затрат на приобретение, установку, настройку, техническое обслуживание и обновление. Однако значительной экономии средств можно достичь путем оптимизации информационных ресурсов, используя при этом кластерные решения.
Кластер — группа серверов, объединенных высокоскоростными каналами связи, представляющая собой, с точки зрения пользователя или приложения, единый сервер. Иными словами кластер — это решение для построения отказоустойчивых систем.
Кластерные решения применяются в государственных и коммерческих предприятиях для организации вычислительных центров с высокой степенью доступности и масштабируемости, для организации процессов безостановочного производства, в банковской и финансовой сферах для создания катастрофоустойчивой инфраструктуры с высокими показателями доступности, для реализации сервисов биллинга в телекоммуникационных системах, а также кластерные решения, входящие в центры обработки данных, служат для построения резервных центров и поддержки баз данных.
В сравнении с другими системами кластерное решение имеет ряд технологических преимуществ, среди которых следует выделить следующие:
' — главный специалист-эксперт Аппарата Правительства России.
♦ надежное хранение критически важной информации;
♦ эффективный показатель цена/надежность для информационных сервисов;
♦ высокое время доступности приложений и баз данных; в сети отказоустойчивый кластер представлен как один компьютер, но при этом он обеспечивает переход на другой узел в случае, если текущий узел становится недоступным; сокращает запланированные и внеплановые простои; остановка аппаратной части не приводит к остановке обслуживания пользователей;
♦ высокая надежность и доступность решения достигается благодаря отсутствию компонентов, отказ которых приведет к отказу всей системы;
♦ плановое обслуживание системы не требует остановки сервисов;
♦ высокая гибкость и масштабируемость; кластер позволяет гибко увеличивать мощность системы, наращивая производительность компонентов, не прерывая при этом работы пользователей;
13.04.2012 13:55:41
♦ простота решения для резервирования сервисов в резервном центре обработки данных;
♦ гибкость серверной инфраструктуры: отключить для обслуживания какой-то сервер, работающий в организации, будет значительно проще.
Рассмотрим недостатки кластерного решения, которых по сравнению с преимуществами значительно меньше. Первое, что следует сказать о кластерах, — это то, что они не применяются для повышения производительности, а в какой-то степени и снижают производительность системы. Во-вторых, кластеры не обеспечены защитой от ошибок пользователей, проблем с RAID-массивами и некоторых действий разработчиков приложений. Существует несколько видов кластеров. Рассмотрим принцип работы некоторых из них.
Кластеры баз данных. Представляют собой сочетание двух и более серверов (узлов), каждый из которых конфигурируется таким образом, чтобы приложение (например, SQL Server) могло работать на любом из них. При этом само приложение виртуализируется, т.е. становится независимым от какого-либо узла. Обязательным условием является наличие общей для всех узлов системы хранения. Наиболее часто для этого используется архитектура SAN. Основное приложение и все необходимые для его работы ресурсы, такие как файловые ресурсы или сетевое подключение, определяются в общую кластерную группу. В случае недоступности одного из ресурсов кластерной группы управляющее приложение инициирует перевод работы основного приложения и всей кластерной группы на другой узел.
Кластеры с балансировкой нагрузки
(рис. 1). Принцип действия таких кластеров — распределение приходящих запросов на несколько физических или виртуальных узлов. Первоначальная цель такого кластера — производительность, однако они используются также для повышения надежности, поскольку выход из строя одного узла приведет просто к равномерному увеличению загрузки остальных узлов. Совокупность узлов кластера часто называют кластерной фермой. Минимальное количество узлов в ферме — два. Максимальное — 32.
►(^^Интернет^^)^---------1
Осно вной Канал менеджера ресурсов Резервный
балансировщик балансировщик
Сервер Сервер Сервер
обработки 1 обработки 2 обработки N
Разделяемое
хранилище
Дисковое
пространство
кластера
Рис. 1. Кластер с балансировкой нагрузки
Кластеры на виртуальных машинах.
Кластерные решения, основанные на этой технологии, имеют в настоящее время наибольшее распространение. Это обусловлено комплексом преимуществ. Во-первых, доступность построения кластера на основе виртуальных машин на платформе Hyper-V. Во-вторых, масштабируемость решения достигается путем увеличения мощности используемых виртуальных машин (вплоть до 100% мощности физического сервера), а также за счет добавления новых узлов в кластер. В-третьих, применяются средства онлайновой миграции, т.е. со временем возможен перенос узлов кластера на новые, более современные физические сервера без потери работоспособности и без простоя любого узла. Данный кластер является лучшим решением в соотношении цена/качество и рекомендуется как для критичных для бизнеса приложений, так и для относительно нагруженных web-проектов (до 30 000...50 000 посетителей сайта ежедневно).
Вышеперечисленные кластерные решения получили широкое распространение в ряде государственных учреждений и корпораций. Так, например, в Федеральной службе по регулированию алкогольного рынка был реализован кластер баз данных MySQL на основе виртуальных машин, что в свою очередь помогло оптимизировать обработку больших объемов данных, по-
лученных от ликеро-водочных заводов страны.
В заключении следует отметить, что, несмотря на свою простую структуру, отказоустойчивые кластеры обеспечивают высокую надежность и масштабируемость. Кроме того, организациям не нужны серверы более высокой производительности, поскольку они могут решать свои задачи на базе менее дорогих машин. Благодаря продуманным инструментам управления, организации выигрывают и в упрощенном администрировании системы. Исходя из этого, отказоустойчивые кластеры могут использоваться не только в крупных, но и в сравнительно небольших организациях ■
Литература
1. http://www.dell.ru.
2. http://www.compaq.ru.
3. http://www.ibm.ru.
4. http://www.parallel.ru.
5. http://www.giganet.com.
6. http://www.myri.com.
Т. http://theseus.sourceforge.net/ projects/ets/ets-howto.html.
в. http://republico.estv.ipv.pt/~nmct/ ltsp/ha/ltsp-ha-howto-en-gpl.html.
Я. http://httpd.apache.org/docs/2.2/ mod/mod_proxy_balancer.html.
10. http://mickeyben.com/2009/12/30/ using-nginx-as-a-load-balancer.html.
01_2012_SPT.indd 63
