Что такое кластер на VMware
Есть бизнес, в котором простои в работе сервиса являются недопустимыми. Например, поломка сервера у сотового оператора или интернет-провайдера приведет к остановке биллинговой системы, а это грозит отсутствием связи у сотен тысяч абонентов. И у многих владельцев подобных компаний возникает закономерное желание создать отказоустойчивую инфраструктуру, которая будет функционировать даже в случае непредвиденных ситуаций. Одним из вариантов «подстраховки» является использование кластера, сегодня он чаще всего создается на базе VMware.
Существует несколько способов организации подобных кластеров, каждый из них имеет особенности и «подводные камни». Мы рассмотрим основы создания систем и основные сложности, с которыми можно столкнуться в процессе организации.
Как достигается бесперебойный доступ
Постоянная работа инфраструктуры возможна только при постоянном наличии точной копии существующего сервера, на котором запущены аналогичные процессы и сервисы. То есть, если создавать реплику уже после отказа оборудования, то это потребует времени, а значит, приведет к простоям и перебоям в предоставлении услуг.
Реализация бесперебойности осуществляется аппаратным и программным способом:
- Аппаратная технология представляет собой «раздвоение» хоста: то есть все компоненты системы просто дублируются, а вычисления происходят одновременно. Синхронность обеспечивается наличием специального узла.
- Программный способ используется чаще, однако он имеет ряд ограничений. Например, для его развертывания потребуется наличие процессора, связи между отдельными виртуальными машинами и т. д. Именно к программным способам относится развертывание кластера при помощи инструментов VMware.
Концепция и реализация
Кластеры на VMware – это изолированная группа хостов (то есть физических серверов), которые связываются между собой общей сетью и управляются общим сервером. То есть это некая целостная система, которая создается для выполнения определенных функций.
Платформа VMware является одним из популярных способов виртуализации. И все чаще при использовании такого решения создаются отдельные кластеры, позволяющие решать конкретные бизнес-задачи и упростить процесс управления сервисом.
На базе VMware – а точнее, с помощью системы vSphere – возможно построение двух разновидностей кластеров: HA (High-availability) и DRS (Distributed Resource Scheduler). Они оба функционируют на уровне виртуальных машин:
- HA-кластер реализуется по следующей схеме: несколько физических серверов объединяются между собой. В результате, если один из хостов выходит из строя, то запускаются другие хосты с заранее зарезервированными ресурсами. При этом имеется небольшой простой, который обусловлен временем загрузки ОС. Подобное решение имеет недостаток, ведь его нельзя назвать кластером высокой доступности. Для минимизации времени простоя в сочетании с HA обычно применяется методика кластеризации отдельного приложения. Другой вариант – это применение инструмента Fault Tolerance. Основная особенность такого инструмента заключается в том, что на одном из хостов запускается полная версия виртуальной машины, а на другом – синхронно развернутая реплика. Если система на одном хосте прерывается, то производится мгновенное переключение на реплику. Благодаря этому простой равняется максимум 1-2 секундам. В ряде случаев дополнительно используется VMware Site Recovery Manager. Это специальное программное обеспечение, позволяющее создавать дополнительные резервные копии сайтов, на которые в дальнейшем восстанавливаются виртуальные машины в случае отказа основного хоста.
- DRS – максимально простой способ создания кластера на VMware. При использовании такого решения DRS выбирает, на каком физическом сервере необходимо запустить ВМ или произвести миграцию уже работающей виртуальной машины. При помощи метода удается объединить ресурсы хостов в один пул и затем в автоматизированном или полуавтоматическом режиме распределять ресурсы между ВМ. Такое решение достаточно удобно тем, что позволяет автоматизировать процесс миграции виртуальных машин и провести ряд тонких настроек. Кроме этого, его часто используют для выравнивания нагрузок в кластере. Однако DRS-кластер имеет и особенности, которые потребуется учесть при разработке инфраструктуры.
Что касается популярного HPC-кластера, то его нельзя построить на базе VMware. То есть сразу стоит учитывать, что платформа не позволит создать единый мощный компьютер из нескольких физических хостов.
Особенности архитектуры
Кластер VMware организуется на базе из двух или более серверов. Максимальное количество используемых физических хостов не может превышать 32. Управление всеми серверами производится при помощи VMware vCenter.
Для создания кластера потребуется наличие единого хранилища, то есть системы для хранения данных. На ней хранятся разделы, которые доступны для чтения или записи сразу всеми серверами кластера. Например, в этих разделах находятся файлы ВМ (виртуальные диски, параметры конфигурации и пр.).
В результате виртуальные машины полностью независимы от физического хостинга, а это позволяет добиться высокой отказоустойчивости системы и быстрого перемещения или восстановления данных.
Последовательность создания
Создание каждого типа кластера имеет особенности, мы рассмотрим все процессы на примере HA:
- На первом этапе требуется определить количество и размер слотов на хостах ESXi. То есть производится резервация необходимых слотов. Этот параметр рассчитывается, исходя из максимального числа предполагаемых ВМ на узлах кластера.
- Далее устанавливается значение NHF.
- Рассчитывается параметр FCap. Для расчетов потребуется знать количество хостов, ВМ и слотов на хост. Из количества хостов вычитается число виртуальных машин, деленное на среднее количество слотов на каждый узел.
- При необходимости выполняется установка дополнительных серверов (если значение параметра NHF больше FCap) или оптимизация Reservation.
- Устанавливается параметр Admission Control.
- Проверяется работа каждого сервера при отсутствии сигналов доступности от других хостингов.
При организации кластера на VMware обязательным условием является нахождение всех виртуальных машин и их данных в едином хранилище. Именно это позволит мгновенно переключаться между ВМ. Внимания требует и настройка доступа к сетям, используемой памяти и ресурсам.
Дополнительные параметры
В ряде случаев (например, при развертывании кластера из двух и более серверов ESXi), потребуется использование централизованного управления vCenter Server. Конечно же, создать виртуальные машины можно и на одном сервере за счет наличия гипервизора VMware ESXi. Однако такое решение не позволяет получить все возможности HA и DRS. То есть, при недоступности одного из хостов, недоступны будут и остальные. По этой причине vSphere является практически обязательным. С помощью такой платформы возможно управлять ESXi-хостами и СХД.
Обязательным условием для грамотной работы кластера серверов на VMware является единая система хранения данных. Мы уже упомянули этот момент, но не лишним будет добавить, что при отсутствии такой системы не удастся добиться полной независимости ВМ от физической платформы.
Что важно понимать при развертывании кластера. Технология достаточно сложная, поэтому потребует больших материальных затрат. Не стоит забывать и о последующих затратах времени на настройку и администрирование. По этим причинам методику чаще всего выбирают для крупных проектов. Однако благодаря кластеру вы сможете добиться высокой отказоустойчивости и надежности ИТ-инфраструктуры.
Самостоятельное создание кластеров в большинстве случаев является нецелесообразным, поэтому для инфраструктуры компании лучше выбирать услугу аренды виртуальных хостов в дата-центре.
Если у вас остались вопросы о развертывании кластера VMware или вы хотите узнать, подойдет ли подобное решение для вашей компании, то обращайтесь за помощью к специалистам Xelent. При необходимости мы подберем для вас другое решение для организации безотказной инфраструктуры.
