Модель без общих компонентов

В этой модели каждая система кластера владеет подмножеством ресурсов кла­стера. В каждый момент времени только одна система имеет доступ к опреде­ленному ресурсу, хотя при сбоях другая динамически определяемая система может вступить во владение этим ресурсом. Запросы от клиентов автоматичес­ки перенаправляются к системам, владеющим необходимым ресурсом. Например, если запрос клиента содержит обращение к ресурсам, которыми владеют несколько систем, одна система выбирается для обслуживания запро­сов (ее называют хост-система). Она анализирует запрос и передает подзапро­сы соответствующим системам. Те выполняют полученную часть запроса и ре­зультат возвращают хост-системе, которая формирует окончательный резуль­тат и отсылает его клиенту.

Одиночный системный запрос к хост-системе описывает высокоуровневую функцию, порождающую системную активность, а внутрикластерный трафик не генерируется, пока не будет сформирован конечный результат. Использова­ние приложения, распределенного между несколькими системами кластера, по­зволяет преодолеть технические ограничения, присущие одному компьютеру. Модели с общим диском и без общих компонентов можно применять в преде­лах одного кластера. Некоторые программы наиболее просто используют воз­можности кластера в рамках модели с общим диском. К таким приложениям относятся задачи, требующие интенсивного доступа к данным, а также задачи, которые трудно разделить на части. Приложения, для которых важна наращи­ваемость, должны использовать модель без общих компонентов.

Модели кластеров серверов в Windows 2000

Текущая реализация кластеров серверов для Windows 2000 Advanced Server под­держивает работу двух связанных между собой особым образом серверов. При этом серверы не имеют общих компонентов. К обоим серверам подключен кворумный (quorum) диск. В любой момент времени он доступен только одно­му из серверов кластера. Если на одном из серверов происходит сбой или он отключается, второй начинает исполнять его функции и подключается к кво-румному диску. Кластеризация также балансирует нагрузку — распределяет процессы меду серверами. Кластеры Windows 2000 по принципу настройки можно разделить на 5 моделей:

• высокая доступность и статическая балансировка нагрузки;

• «горячий резерв и максимальная доступность;

• частичная кластеризация;

• только виртуальный сервер (без переключения);

• гибридная.

Кластеры серверов, собранные на базе Windows 2000 Datacenter Server позво­ляют объединять до 4 серверов. Они обеспечивают работу «каждый с каждым* или каскадное переключение.

Модель 1. Высокая доступность и статическая балансировка нагрузки

В этой модели обеспечивается высокая доступность, приемлемая производи­тельность при одном неработающем узле и высокая — при обоих работающих, а также максимальное использование аппаратных ресурсов

Конфигурация модели 1.

В этой модели каждый узел предоставляет в сеть собственный набор ресурсов в виде виртуальных серверов, к которым имеют доступ клиенты. Производи­тельность каждого узла выбрана таким образом, что обеспечивается оптималь­ная производительность для ресурсов, но лишь до тех пор, пока оба узла рабо­тоспособны. При переключении исполнения всех кластерных ресурсов на один сервер в случае сбоя другого, производительность резко падает, однако все ресурсы по-прежнему остаются доступными для клиентов.

Эта модель может применяться в случае совместного использования файлов и принтеров. На каждом узле создаются независимые группы с файловыми и принтерными ресурсами. При сбое одного из узлов, все управление его ресур­сами берет на себя оставшийся. После восстановления работы узла он возвра­щает себе свою часть работы. В результате клиенты имеют постоянный доступ как ко всем файловым ресурсам кластера, так и ко всем очередям печати.

Рассмотрим еще один пример: на почтовом сервере предприятия работает Microsoft Exchange. В пиковые моменты нагрузки сервер не справляется и от­ключается. Поскольку почта должна функционировать непрерывно, можно

предложить такое решение. Сервер с Microsoft Exchange объединяется в клас­тер с сервером, на котором в нормальном режиме работает приложение досту­па к данным. При сбое почтового сервера его роль временно принимает на себя второй сервер кластера, и сразу после перезагрузки основного почтового сеп-вера вся работа по обработке почты вновь передается ему. Аналогично может выполняться переключение программы работы с базами данных.

Модель 2, «Горячий резерв» и максимальная доступность

В этой модели обеспечивается максимальная доступность и производитель­ность, но достигается это за счет вложений в оборудование, простаивающее большую часть времени. Один из узлов кластера — первичный — обслуживает всех клиентов, второй же используется как «горячий резерв».

Возможность

переключаться

на службы

группы 1

При сбое первичного узла второй сразу запускает службы, исполнявшиеся на

Модель с горячим, резервированием.

первом, и обеспечивает производительность, максимально близкую к произво­дительности первичного узла.

Эта модель лучше всего подходит для наиболее важных приложений в органи­зации. Так, это может быть SQL-сервер, обслуживающий тысячи клиентов и предоставляющий доступ к жизненно важной информации. При этом сто­имость узла, дежурящего в режиме «горячего резерва», все равно гораздо ниже потерь, возможных в случае прекращения доступа к данным

Модель 3. Частичная кластеризация

Данная модель позволяет задействовать на серверах кластера приложения, для которых не будет выполняться переключение при сбое. Ресурсы таких прило­жений располагаются не на общем диске, а на локальном диске сервера. При сбое сервера эти приложения становятся недоступными.

Использовать эту модель можно, когда приложения, работающие на одном из серверов кластера, нужны не так часто и их постоянная доступность не столь важна — это может быть бухгалтерское приложение или расчетная задача

Модель частичной кластеризации.

Иногда модель переключения, обеспечиваемая Windows 2000 Server, не годит­ся для некоторых приложений. (В случае с некоторой расчетной задачей пере­ключение с узла на узел все равно прервет процесс вычислений.) Для таких приложений надо использовать иные, специфичные для них механизмы обес­печения бесперебойной работы.

Модель 4. Только виртуальный сервер (без переключения)

Строго говоря, эту модель трудно назвать кластером. В ней используется толь­ко один сервер, переключение которого при сбое не выполняется. С другой стороны, все ресурсы организованы так, что для пользователя они предстают в виде ресурсов разных виртуальных серверов. Поэтому вместо по­иска нужных ресурсов на различных серверах в сети пользователь осуществля­ет доступ только к одному.

При сбое сервера кластерное ПО запускает нужные службы в указанном поряд­ке сразу после перезагрузки.

В будущем такой узел можно соединить с другим для организации полноцен­ного кластера.

Модель 5. Гибридное решение

Эта модель — гибрид предыдущих — позволяет задействовать преимущества всех моделей в одной. При достаточном запасе мощности можно обеспечить разные сценарии переключения при сбое.

На рисунке показан пример гибридного решения, в котором на обоих узлах кластера имеются переключаемые ресурсы, непереключаемые приложения и сервисы, а также виртуальные серверы

Установка кластера серверов

Установить ПО поддержки кластеризации просто. Но, как и в любом деле, здесь лучше семь раз отмерить, т. е. перед установкой ПО надо тщательно соблюсти начальные условия и соответствующим образом сконфигурировать серверы.