Требования к общему хранилищу

Правильная работа кластера зависит от надежного, скоординированного подключения к общему хранилищу. В случае сбоя оборудования, желательно иметь возможность отсоединить от общего хранилища один узел кластера, не затрагивая при этом другой. Общее хранилище является жизненно важным для работы всего кластера.

Проведенное тестирование показало, что сложно, или вовсе невозможно, построить конфигурацию с одной шиной SCSI и несколькими инициаторами обмена, при скоростях передачи данных, больших 80 МБ/с, используя стандартные SCSI-адаптеры. Дополнительные тесты показали, что такие конфигурации не позволяют производить ремонт "на ходу", так как шина SCSI работает ненадежно, когда HBA-терминаторы отключены, и используются внешние терминаторы. Именно по этим причинам, конфигурации с одной шиной SCSI и несколькими инициаторами не поддерживаются. Для построения кластера требуется использование канала Fibre Channel или параллельных SCSI-шин с одним инициатором, подключенным к устройствам хранения с несколькими портами.

Для работы Red Hat Cluster Manager требуется одновременное подключение к общему хранилищу двух узлов кластера. Некоторые хост-адаптеры RAID способны обеспечить такой доступ к разделяемым RAID-массивам. Такие адаптеры необходимо протестировать дополнительно, чтобы убедиться в надежности их работы, особенно если общий RAID-массив подключен к параллельным шинам SCSI. Такие адаптеры обычно не допускают исправление отказавшей системы "на ходу". На данный момент ни один из хост-адаптеров RAID не сертифицирован для использования с Red Hat Cluster Manager. Обратитесь на сайт http://www.redhat.com за последними данными о поддерживаемом оборудовании.

Использование для реализации общего хранилища программных RAID-массивов, или программного управления логическими томами (LVM) не поддерживается, так как в этой конфигурации доступ нескольких узлов к общему диску не синхронизируется. Программные RAID-массивы или LVM может использоваться для локальных разделов на узлах кластера (например, для загрузочного и системного разделов, или других файловых систем, не связанных с работой кластерных служб).

Минимальные аппаратные требования

Минимальная конфигурация оборудования включает в себя только необходимые для работы кластера составляющие, а именно:

• Два сервера для выполнения кластерных служб

• Ethernet-соединение, обеспечивающее пульсирующий канал и сетевой доступ клиентов

• Разделяемое дисковое хранилище для кворумных разделов кластера и данных служб.

Обратитесь к разделу Пример минимальной конфигурации кластера за примером реализации такой аппаратной конфигурации.

Минимальная аппаратная конфигурация является самой недорогой конфигурацией кластера; однако, в ней присутствуют несколько одиночных уязвимых точек. Например, если отказывает RAID-контроллер, работа всех служб кластера будет прекращена. При реализации такой конфигурации оборудования, для обеспечения сохранности данных необходимо применять программные сторожевые таймеры.

Расширив минимальную конфигурацию, вы сможете улучшить доступность системы при сбое какой-либо одной составляющей и гарантировать сохранность данных при сбое в любых условиях. В таблице 2-1 показано, как улучшить доступность и гарантировать целостность данных:

Аппаратная конфигурация, не имеющая одиночной уязвимой точки, обеспечивающая целостность данных при любых условиях, состоит из следующих компонентов:

• Два сервера для выполнения кластерных служб

• Ethernet-соединение, обеспечивающее пульсирующий канал между кластерными системами и сетевой доступ клиентов

• RAID-массив с двумя контроллерами для размещения кворумных разделов и данных служб

• Два переключателя питания, позволяющих каждой кластерной системе выполнить отключение/включение другой во время переноса.

• Ethernet соединение типа точка-точка между кластерными системами, обеспечивающее дополнительный пульсирующий канал.

• Соединение точка-точка через последовательный порт между кластерными системами, обеспечивающее последовательный пульсирующий канал.

• Две системы бесперебойного питания, обеспечивающих надежный источник питания

Обратитесь к разделу Пример конфигурации, не имеющей одиночной уязвимой точки (No-Single-Point-Of-Failure) за примером реализации такой аппаратной конфигурации.

Аппаратная конфигурация кластера может также включать другие необязательные составляющие, используемые в компьютерном окружении. Например, в кластер может входить сетевой коммутатор или концентратор, обеспечивающий подключение кластерных систем к сети. В кластере также может использоваться переключатель консоли, облегчающий управление несколькими системами, при этом отпадает необходимость использовать для кластерных систем отдельные мониторы, мыши, клавиатуры.

Разновидностью переключателя консолей также является терминальный сервер, который позволяет удаленно подключаться к последовательным консолям и управлять несколькими системами. В качестве недорогой альтернативы, вы можете использовать переключатель KVM (клавиатура, видео, мышь), который позволяет нескольким системам использовать одну клавиатуру, мышь, монитор. Переключатель KVM полезен в ситуациях, когда выполнять системных задач предпочтительнее в графическом интерфейсе.

При выборе конфигурации узла кластера, убедитесь в том, что количество PCI-слотов, сетевых адаптеров, и последовательных портов в нём соответствует требованиям. Например, в конфигурации без одиночной уязвимой точки требуется наличие нескольких последовательных и Ethernet-интерфейсов. Лучше выбирать кластерную систему, имеющую как минимум два последовательных порта. Обратитесь к разделу Установка основного оборудования системы за дополнительной информацией.

Выбор типа переключателя питания

В данной реализации Red Hat Cluster Manager выделен уровень системы управления питанием и набор модулей, поддерживающих различные типы устройств. Выбирая подходящий для использования в кластере тип переключателя питания, важно понимать различия между типами этих устройств. Далее описаны типы поддерживаемых переключателей питания, с последующей итоговой таблицей. За более подробным описанием роли, которую играет переключатель питания, обеспечивая целостность данных, обратитесь к разделу Настройка переключателей питания.

Переключатели питания с сетевым интерфейсом или последовательным портом - это устройства, позволяющие одному узлу кластера отключить, а затем включить другой. Они представляют собой набор розеток питания, при этом питающее напряжение может быть отключено или подано для отдельных розеток с помощью программного управления, через последовательный порт или сеть.

Другим способом сохранить целостность данных можно, используя сторожевые таймеры, которые дают отказавшей системе возможность самостоятельно удалить себя из кластера, до того как другая система перенесет её службы. В обычном режиме работы сторожевого таймера кластерное программное обеспечение должно периодически сбрасывать счетчик, до истечения срока его действия. Если кластерное программное обеспечение не сбрасывает таймер, срабатывает сигнализация, предполагая, что система повисла или так или иначе остановилась. Работающий узел кластера ожидает некоторый промежуток времени, до того как придет к заключению, что произошел сбой другого узла (по умолчанию, этот промежуток равен 12 секундам). Время действия сторожевого таймера должно быть меньше промежутка времени, необходимого для заключения об отказе этой системы. Таким образом, работающая система может рассчитывать на то, что отказавшая система удалила себя из кластера (перезагрузившись), перед переносом её служб к себе, при этом сохраняя целостность данных. Необходимая поддержка сторожевого таймера включена в ядро операционной системы Linux. Red Hat Cluster Manager использует эти возможности системы посредством стандартных интерфейсов программирования и механизмов настройки.

Существуют два типа сторожевых таймеров: Аппаратные и программные. Аппаратные сторожевые таймеры обычно представляют собой компоненты системной платы, как это реализовано в наборе микросхем Intel® i810 TCO. Эта схема имеет высокую степень независимости от основного процессора системы. Эта независимость необходима в случаях сбоя с полным "зависанием" системы, так как даже в такой ситуации таймер сможет перезагрузить систему. Кроме этого, выпускаются дополнительные PCI платы, реализующие возможности сторожевого таймера.

Ко второму типу сторожевого таймера относятся программные реализации. Для этой категории таймеров не требуется какое-либо особенное оборудование. Такой таймер реализован в ядре системы, в виде потока, который периодически запускается, и, если срок действия таймера истекает, перегружает систему. Недостатком программного сторожевого таймера является то, что в некоторых ситуациях отказа системы, например "повисание" системы с отключенными прерываниями, поток таймера также не будет вызываться. В результате, в таких условиях нельзя рассчитывать на полную сохранность данных. В подобной ситуации работающий узел кластера перенесет службы с повисшего узла, что может привести к разрушению данных при некоторых обстоятельствах.

Наконец, администраторы могут вообще не применять контроллер питания. Указав тип контроллера питания как "None" ("Отсутствует"), вы тем самым, не даёте возможность узлу кластера отключать другой, отказавший узел. Таким образом, отказавший узел не сможет гарантированно перезагрузиться при сбое в определенных условиях. Использование в кластере контроллеров питания с типом "Отсутствует" полезно в целях тестирования, но, так при этом не обеспечивается достаточный уровень целостности данных, не рекомендуется в производственной среде.

Тип выбранного контроллера питания, применяемого в конкретном кластерном окружении, зависит от требований к сохранению целостности данных с одной стороны и стоимости и наличия переключателей питания с другой.

В таблице 2-2 приводятся основные типы поддерживаемых модулей управления питанием, а также рассматриваются основные преимущества и недостатки каждого.

Таблицы с аппаратными компонентами кластера

Используйте следующие таблицы для определения, какие из аппаратных составляющих необходимо применять в вашем кластере. В некоторых случаях, в таблицах указываются конкретные продукты, работа которых была проверена, однако кластер должен работать также и с другими продуктами.

Набор проверенных аппаратных составляющих кластера может со временем меняться. В связи с этим, таблицы приведенные ниже, могут быть неполными. За последним уточненным списком поддерживаемого оборудования, обращайтесь к документации Red Hat, размещенной на сайте http://www.redhat.com/docs.

В таблице 2-4 представлены различные типы переключателей питания. В одном кластере используется только один тип переключателей питания, из показанных ниже.

В следующей таблице приведены различные типы устройств хранения, из которых администратор может выбрать подходящий: Для реализации отдельного кластера не требуется использование всех, приведенных ниже составляющих.

Пример минимальной конфигурации кластера

Компоненты оборудования, приведенные в таблице 2-11 могут использоваться для построения кластера в минимальной конфигурации. Эта конфигурации не гарантирует сохранности данных при любых условиях, так как в неё не включены переключатели питания. Обратите внимание, это только примерная конфигурация, также можно использовать другое оборудование.

Пример конфигурации, не имеющей одиночной уязвимой точки (No-Single-Point-Of-Failure)

Компоненты, приведенные в таблице 2-12 могут использоваться для построения кластера, не имеющего одиночной уязвимой точки, включая две SCSI-шины с одним инициатором и переключатели питания, сохраняющие целостность данных при сбое в любых условиях. Обратите внимание, это только примерная конфигурация, для её реализации также можно использовать другое оборудование.

На рисунке 2-1 показан пример аппаратной конфигурации, не имеющей одиночной уязвимой точки, использующей оборудование, приведенное в предыдущей таблице; две SCSI-шины с одним инициатором, и переключатели питания гарантируют целостность данных при любых условиях. Буква "T" обведенная кружком, обозначает SCSI-терминатор.