Створення віртуалізованих відмовостійких кластерів

Основні технічні рішення

Грунтуючись на аналізі поставленого завдання та обраної замовниками концепції побудови серверного вузла системи з використанням віртуалізації та сучасних високоефективних технологій та розробок компаній - виробників, у складі рішення пропонується розглядати наступні елементи:

  1. Відмовостійка віртуалізація серверів з використанням кластера з 2 вузлів
  2. Зберігання віртуальних машин на загальній зовнішній відмовостійкій системі зберігання даних
  3. Використання ПЗ WMware vSphere для керування кластером та віртуальними машинами та забезпечення високої доступності та продуктивності

2. Пропоноване рішення

Віртуалізація серверів забезпечує створення середовища окремої ОС (VOS – Virtual Operation System environment), яка логічно ізольована від середовища фізичного сервера (POS – Physical Operation System environment). Це дає підвищену ефективність використання ресурсів (обладнання, електроживлення та охолодження, простір розміщення) шляхом запуску кількох VOS на одному сервері, а також забезпечує ізоляцію сервісів та підвищує безпеку.

Використання віртуалізації серверів дозволяє виконати поставлені вимоги та отримати такі переваги:

Структурна схема кластера віртуалізації з 2 вузлами:

віртуалізованих

Кластер будується за класичною схемою з 2 або більше вузлів з використанням зовнішнього сховища, що розділяється, що дозволяє побудувати систему високої доступності і забезпечує консолідацію різних операційних систем і сервісів в рамках одного кластера. Для забезпечення централізованого керування необхідна наявність керуючого сервера із встановленим ПЗ керування кластером. Кластерна система зберігання може бутипідключена за будь-якою сумісною з програмуванням кластеризації технології (FC, iSCSI, SAS).

Для забезпечення відмовостійкості в кластері використовується служба VMware vSphere - VMware High Availability (HA). VMware HA забезпечує високий рівень доступності всього віртуального ІТ-середовища без витрат і складнощів, властивих традиційним кластерним рішенням. VMware HA за мінімальних витрат забезпечує високий рівень доступності будь-якої програми, що виконується у віртуальній машині, незалежно від використовуваної операційної системи та конфігурації обладнання. Завдяки VMware HA не потрібне виділене обладнання, що працює в режимі очікування та додаткове програмне забезпечення. За допомогою VMware HA можливо забезпечити стійкість до відмов додатків і сервісів, кластеризація яких традиційними засобами неможлива. Кластер VMware HA є пул ресурсів, створений з фізичних серверів. Файли віртуальних машин та дані програм зберігаються на системі зберігання даних, до якої мають доступ усі сервери кластера. VMware HA здійснює безперервний моніторинг всіх фізичних серверів кластера та перезапускає віртуальні машини у разі збою сервера. Перезапуск віртуальних машин здійснюється практично негайно без людського втручання на іншому фізичному сервері того самого ресурсного пулу.

VMware

Рисунок 1. Схема роботи VMwareHA

Кластер VMware HA може бути побудований як в межах одного Центру обробки даних (ЦОД), так і між основним та резервним центрами обробки даних. Продуктивність кластера може бути збільшена як шляхом встановлення додаткових процесорів, розширення пам'яті в серверах, так і шляхом встановлення додаткових серверів. Дисковий простір може бути збільшений без зупинки роботикластера шляхом додавання додаткових жорстких дисків до системи зберігання даних.

Керування кластером VMware HA здійснюється за допомогою сервера керування VMware vCentre Server. VMware vCenter Server забезпечує уніфіковане керування всіма вузлами та віртуальними машинами центру обробки даних з однієї консолі. vCenter Server дає можливість покращити контроль, спростити виконання повсякденних завдань, а також знизити складність та вартість керування ІТ-інфраструктурою. VMware vCentre Server допускає встановлення на одну з віртуальних машин кластера, при значній кількості вузлів у кластері його рекомендується встановлювати на фізичну машину, наприклад з числа вже наявних у компанії фізичних серверів. Виділений фізичний сервер VirtualCenter Management Server (VC) не вимагається, функції сервера управління віртуальними машинами можуть бути поєднані з іншими ролями, що виконуються сервером.

віртуальних

Малюнок 2. Сервер керування віртуальними машинами VMware vCenter Server

4. Склад рішення

Залежно від задачі, поставленої замовником, використовується відповідне обладнання Ми віддаємо перевагу рішенням на базі процесорів Intel® Xeon®:

  1. Гіпервізор VMware ESXi
  2. Кластерна файлова система VMware vStorage VMFS
  3. Підтримка чотирипроцесорного віртуального ЦПУ vSMP для віртуальних машин
  4. Агент моніторингу та управління VMware vCenter Server Agent
  5. Технологія VMware Thin Provisioning, що забезпечує оптимальне використання дискового простору вашими віртуальними машинами
  6. VMware vStorage APIs / VMware Consolidated Backup, що надають можливості централізованого копіювання віртуальних машин
  7. Менеджер оновлень хостів та віртуальних машин VMwarevCenter Update Manager
  8. Єдиний центр управління VMware vCenter Server for Essentials, обмежений трьома фізичними хостами (до 2 6-ядерних процесорів на хості)
  9. Технологію VMware HA, що надає кластерну стійкість до відмов для будь-яких віртуальних машин. Віртуальна машина автоматично перезапускається у разі відмови гостьової операційної системи або фізичного хоста
  10. Продукт VMware Data Recovery, що надає графічний інтерфейс резервного копіювання та відновлення віртуальних машин