Failover Cluster

Failover clustering - Dubleeritud süsteemid

Windos Server 2008-ga ning 2008 R2-ga muutus kobarate (cluster) kvalifitseerimine oluliselt kobar valideerimise viisardiga. Kobar valideerimise viisard on rakendus mis integreeriti „Failover clustering-sse“ (dubleeritud süsteemid). Kobar valideerimise viisardiga saad jooksutada teste serveritel mida sa kavatsed kasutada dubleeritud süsteemides. See hinnangu protsess testib serverite riistvara ning tarkvara otseselt ning individuaalselt, selleks, et täpselt hinnata kui hästi dubleeritud süsteemide rakendust toetab antud seadistus.

Dubleeritud süsteemid (Failover clusters / High-availability clusters / HA Clusters) on toetatud ainult Enterprise ning Datacenter versioonide poolt.

Dubleeritud süsteemid on arvutite kobarad mida rakendatakse põhiliselt selleks, et tagada püsiv ligipääs rakendustele mida kobar pakub. Nad opereerivad nii, et neil on dubleeritud arvutid mida kasutatakse selleks, et pakkuda teenust juhul kui süsteemi komponendid ütlevad üles. Tavaliselt on nii, et juhul kui server koos mõne rakendusega kokku jookseb siis on see kättesaamatu senikaua kuni keegi serveri korda teeb. Dubleeritud süsteemide rakendus tegeleb sellega nii, et leiab ülese riistvara/tarkvara vead ning koheselt alustab rakenduse uuesti mõnel teisel süsteemil ilma administraatori sekkumiseta (seda nimetatakse Failover-iks). Selle tegevuse käigus võib dubleeritud süsteemide tarkvara seda uut süsteemi seadistada enne kui ta antud rakenduse käivitab sellel. Näiteks võib vaja olla importida kindlaid failisüsteeme, muuta võrgu riistvara konfiguratsiooni ning võivad ka olla vajalikud toetatavad rakendused.

Dubleeritud süsteemide rakendus üritab ehitada dubleeritust võrkudesse. Selline lahendus elimineerib üksikute punktide mitte töötamise, sama lahendust kasutab ta ka mitmete võrgu ühenduste ning võrgus jagatavate kettaste puhul.

„Failover cluster-id“ tavaliselt kasutavad privaatvõrgu jälgimiseks lahendust, mis jälgib iga sõlmpunkti olekut. Üks väga oluline omadus, mida dubleeritud süsteemide tarkvarad peavad toetama on „split-brain“. See olukord tekib siis kui kõik ühendused katkevad samaaegselt aga sõlmpunktid veel tegelikkuses töötavad. Juhul kui see olukord esineb, võivad sõlmed ekslikult arvata, et kõik teised punktid on lakanud töötamast ning üritavad alustada teenuseid mida pakkusid teised punktid. Ühe rakenduse kahes kohas töötamine võib põhjustada andmete riknemise võrgu ketastel.

„HA Cluster-eid“ kasutatakse tihti kriitilistel andmebaasidel, failide jagamiseks üle võrgu, äri rakendustel ning klienditeenindus rakendustel.

Dubleeritud süsteemid üritavad ehitada dubleeritud komponente, selleks, et elimineerida ühe üksiku punkti ülesütlemist sealhulgas ka mitmete võrgu ühenduste ning andmete hoiustamisi, mis kasutavad võrgu kettaid ülesütlemisi.

Dubleeritud süsteemide seadistus

Kõige levinum dubleeritud süsteemide lahendus on kahe sõlmpunktiga (two-node cluster). Kuid on ka kohti on isegi tosinaid sõlmpunkte.

Seadistusi saab erinevalt kategoriseerida:

• Aktiivne/Aktiivne – Liiklus, mis oli mõeldud katki läinud sõlmepunkti jaoks suunatakse teisele töötavale sõlmele või jagatakse liiklus võrdselt kõigi ülejäänud punktide vahel ära. See on tavaliselt ainult siis võimalik kui sõlmpunktid kasutavad homogeenset tarkvara seadistust.

• Aktiivne/Passiivne – Lahendus kus on igal sõlmpunktil üks tagavara punkt mis rakendatakse tööle siis kui sellega seotud põhipunkt rikneb. See seadistus vajab siis ka kõige enam lisa riistvara.

• N+1 – Kujutab endast lahendust kus on kasutusel üks lisa sõlmpunkt, mis võtab üle katki läinud punkti rolli. Heterogeense tarkvara seadistuse puhul peab see lisa punkt olema universaalselt võimeline eeldama kõiki rolle, mille eest primaat sõlmpunkt vastutav oli. See tavaliselt kehtib nende süsteemide puhul kus on mitu rakendust korraga töös, juhul kui on üks rakendus, taandub see Aktiivne/Passiivne lahendusele.

• N+M – Ideeliselt eelmine lahendus selle erinevusega, et kasutusel on mitu lisa sõlmpunkti. Lisa sõlmpunktide arv sõltub hinna ning usaldusväärsuse suhtest.

• N-1-eks – Võimaldab tagavara sõlmpunktil ajutiselt muutuda põhipunktiks, seniks kuni algne põhipunkt taastatakse või pannakse tagasi võrku. Juhul kui ta tagasi töösse rakendatakse lülitatakse ka rakendused või teenused tagasi talle.

• N – N – Seadistus mis on Aktiivne/Aktiivne ning N+M lahenduste kooslus. See süsteem jagab rakendused või teenused rikki läinud sõlmpunktilt teiste punktide vahel ära, sellega eemaldab ta ühe ootel oleva sõlmpunkti, kuid lisab ekstra suutlikkuse vajaduse kõigile põhipunktidele.

Terminit loogiline host („Logical host / Cluster logical host“) kasutatakse selleks, et kirjeldada võrgu aadressi mida kasutatakse teenusteni jõudmiseks süsteemi poolt. See loogilise hosti identiteeti ei seota ühe kinda süsteemi sõlmpunktiga. Tegelikkuses kasutatakse seda võrgu aadressina või hostinimena mis seotakse teenusega mida süsteem pakub. Juhul kui langeb mõni punkt kus jookseb andmebaas siis see andmebaas alustab uuesti tööd teisel sõlmpunktil ning see võrgu aadress mida kasutajad kasutasid, et ligi pääseda andmetele tuuakse ka uuele sõlmpunktile ning tänu sellele jõuavad siis kasutajad uuesti andmeteni.

Rakenduste nõuetest

Kõik olemasolevad rakendused ei toeta dubleeritud süsteemide lahendust. Nõuded mida need rakendused peavad täitma:

• Neil peab olema suhteliselt lihtne viis kuidas neid käivata, seisata, sündida välja lülitama ning ka nende staatust kontrollida. Põhimõtteliselt tähendab see seda, et rakendusel peab olema käsu rea liides või skriptilise kontrolli võimalus, kaasarvatud tugi ka rakenduste mitme seisuse jaoks.

• Rakendus peab olema võimeline kasutama võrgus hoiustamist (NAS/SAN).

Järgnevad kaks punkti on kõige olulisemad ning samas ka kõige raskemad punktid mida täita:

• Kõige tähtsam on see, et rakendus peab hoiustama võimalikult palju oma staatuse informatsiooni püsivalt jagatud (non-volatile shared storage) kettal. Sama tähtis on ka võimalus uuesti alustada teisel sõlmpunktil samast olekust, enne üles ütlemist kasutades salvestatud olekut jagatud kettalt.

• Rakendus ei tohi muuta andmeid juhul kui ta kokku jookseb või taaskäivitatakse salvestatud olekust.

Lõpuks tuleb ka jälgida litsentseerimise vastavust.

Sõlmpunktide usaldusväärsus

Dubleeritud süsteemid tavaliselt kasutavad kõiki saadaval olevaid viise, et individuaalsed süsteemid ning jagatud infrastruktuurid oleksid võimalikud usaldusväärsed. Need hõlmavad endas:

• Ketta peegeldamine (disk mirroring) nii, et kui mõni ketas katki läheb siis süsteem jääb tööle

• Dubleeritud võrgu ühendused, kus siis mõne üksiku kaabli, „switch-i“ või võrgu rakenduse ülesütlemine ei tekita võrgu maasolekuid.

• Dubleeritud SAN andmete ühendused, kus siis mõne üksiku kaabli, „switch-i“ või võrgu rakenduse ülesütlemine ei tekita ühenduse kadu andmete vahel.

• Dubleeritud elektrilised toited erinevatelt elektri võrkudelt, tavaliselt on lisaks veel kasutusele võetud ka UPS-id. See siis tagab selle, et kui midagi juhtub põhi toitega ei jää serveri (-d) ilma elektrita.

Need tunnused aitavad taandada võimalusi, et süsteemide ümber lülitust oleks üldse vaja. Üleüldiselt võtab rakenduste teises serveri töösse panek aega ning seepärast tehakse kõik võimalik selleks, et seda ei oleks vaja.