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Clústeres dispersos geográficamente en Exchange Server 2003

 

Última modificación del tema: 2005-09-12

Los clústeres dispersos geográficamente proporcionan alta disponibilidad de acceso a datos. A menudo, los costos de la implementación de una solución de clústeres dispersos geográficamente son lo suficientemente elevados para hacer que los clientes se lo piensen dos veces y busquen otra solución que les proporcione la seguridad de datos y el tiempo de actividad deseados. No obstante, para quien requiera la redundancia adicional de una instalación tolerante a errores, los clústeres dispersos geográficamente son una excelente solución.

Al responder a algunas de las preguntas más frecuentes, este artículo le ayudará a comprender los conceptos básicos de los clústeres dispersos geográficamente, incluidas las recomendaciones de rendimiento y pruebas. En este artículo se tratan también las soluciones compatibles con Microsoft y se proporcionan valiosos recursos de los que obtener más detalles acerca de los clústeres dispersos geográficamente.

noteNOTA:
Para implementar un clúster disperso geográficamente, debe colaborar con un proveedor externo. Como resultado, la información de este artículo puede ser contradictoria con la información que le facilite el proveedor externo.

Los clústeres dispersos geográficamente, también denominados clústeres estirados o clústeres extendidos, son clústeres formados por nodos ubicados en distintos lugares físicos. Los clústeres dispersos geográficamente se han diseñado para proporcionar conmutación por error en el caso de pérdida del sitio como consecuencia de problemas de potencia, desastres naturales u otros sucesos imprevistos.

Para comprender realmente cómo funcionan los clústeres dispersos geográficamente con Microsoft® Exchange Server 2003, primero debe comprender los requisitos básicos de esta solución. Un clúster disperso geográficamente es una combinación de hardware y software. Es decir, es una combinación de piezas de distintos proveedores. Debido a la naturaleza compleja de estas configuraciones y a las restricciones de configuración que son fundamentales para la tecnología de clústeres de Microsoft Windows®, los clústeres dispersos geográficamente deben implementarse sólo en colaboración con proveedores de configuraciones completas. Para ejecutar Exchange Server 2003 en una solución de clústeres dispersos geográficamente, ésta debe cumplir los siguientes criterios:

  • Los nodos deben compartir un subsistema de disco común.
  • Los nodos deben residir en la misma red de área local (LAN) o subred.
  • Los nodos deben tener un latido de red con latencia inferior a 500 ms.

Para clústeres dispersos geográficamente, los criterios anteriores se cumplen mediante la replicación de datos en el nivel de disco y la creación de una LAN virtual (VLAN) que permite a la misma subred existir en los vínculos de red de área extensa (WAN).

noteNOTA:
Mediante el uso de un quórum de conjunto de nodos de mayoría, la organización en clúster de Windows permite crear un clúster sin necesidad de una matriz de discos compartida y un disco de quórum compartido comunes. Exchange Server admite este método de organización en clúster. Sin embargo, la solución debe aparecer en la lista de la sección Geographically Dispersed Cluster Solution (página en inglés) del Catálogo de Windows Server. Además, sólo se admiten las soluciones que usan la replicación sincrónica.

Existen muchos tipos de tecnologías de replicación que pueden admitir una solución de organización en clústeres dispersos geográficamente. Todas estas tecnologías utilizan uno de los dos tipos de replicación: sincrónica o asincrónica.

En lo que se refiere a un clúster de Exchange disperso geográficamente, la diferencia más importante entre los dos tipos de replicación es que la replicación sincrónica es compatible y la replicación asincrónica no. Además de esto, las diferencias principales entre los dos tipos de replicación implican lo siguiente:

  • El modo y el momento en que se escriben los bloques de datos en los sitios locales y remotos
  • El modo en que se informa de esos registros al sistema operativo
  • El método de sincronización de los datos utilizado en los discos locales y remotos en un momento determinado

Con la replicación sincrónica, si una aplicación realiza una operación en un nodo de un sitio, dicha operación no se completará hasta que el cambio se realice en los sitios restantes.

Por ejemplo, considere el caso de la replicación sincrónica en el nivel de bloque. Si una aplicación ubicada en el sitio A escribe un bloque de datos en un disco reflejado en el sitio B, la operación de E/S no se completará hasta que se realice el cambio en los discos de ambos sitios. Esto se debe al método utilizado por el software de replicación que permite a la operación de escritura comunicarse con el sistema operativo. El software de replicación no informa al sistema operativo de la finalización de la operación de escritura hasta que ésta no se haya realizado en los sitios A y B.

Con la replicación asincrónica, si se realizan cambios en los datos del sitio A, dichos cambios se aplicarán finalmente en el sitio B. Es decir, con la replicación asincrónica, el sistema operativo y el software de replicación no esperan ninguna confirmación de la escritura en el sitio remoto.

Utilizando el mismo ejemplo anterior, si una aplicación ubicada en el sitio A escribe un bloque de datos en un disco reflejado en el sitio B, la operación de E/S no se completará hasta que se realice el cambio en el disco del sitio A. En un proceso independiente, el software de replicación transfiere el cambio al sitio B y finalmente el cambio se realiza en el sitio B.

Si al mismo tiempo se produce una conmutación por error cuando los datos no coinciden debido a un retraso de escritura, la replicación asincrónica puede dar lugar a una conmutación por error incorrecta. Debido a que las escrituras en el sitio remoto no están sincronizadas con las escrituras en el sitio local, no existe modo alguno de asegurarse de que los datos sean coherentes entre ambos sitios. En cuanto a la solución de clústeres dispersos geográficamente, no existe conmutación por error con la replicación asincrónica, sino que los usuarios deben poner en línea un servidor en espera y montar los datos replicados en el sitio de conmutación por error.

Exchange Server no admite replicación asincrónica debido a que el software de replicación controla el orden de escritura y, por tanto, el proveedor de la solución debe admitirlo. Además, con la replicación asincrónica, es bastante probable que se produzcan daños en los datos debido a que Exchange tiene dependencia en el orden de escritura.

No se pueden evitar datos incoherentes entre dos sitios que utilizan replicación asincrónica. Por ello, Microsoft sólo admite Exchange Server en un escenario que utiliza hardware mostrado en la lista de la sección de Geographically Dispersed Cluster Solution del Catálogo de Windows Server.

Para obtener más información acerca de los métodos de replicación, consulte los siguientes recursos:

  • Directrices de implementación para replicación de datos de varios sitios de Exchange Server
    En este tema se facilita información sobre los métodos de replicación, los datos que deben replicarse para la funcionalidad de Exchange, las prácticas recomendadas, los problemas de rendimiento y el diseño de la implementación.
  • Geographically Dispersed Clusters in Windows Server 2003 (página en inglés)
    En este artículo se proporciona información sobre los conceptos básicos de los clústeres dispersos geográficamente integrados en Microsoft Windows Server™ 2003. En concreto, se abordan las tecnologías de replicación, los escenarios de conmutación por error de aplicaciones y un nuevo tipo de quórum denominado conjunto de nodos de mayoría.

En una instalación de clústeres dispersos geográficamente, el costo añadido de la replicación de datos es la principal desviación de las necesidades de pruebas y supervisión estándar de una instalación de Exchange Server. Por ello, debe prestar atención especial a la latencia de disco. La información sobre las pruebas de latencia de disco está bien documentada. Para obtener más información acerca de la configuración del rendimiento de discos y los procedimientos de pruebas, consulte Optimización del almacenamiento en Exchange Server 2003.

Algunos clústeres dispersos geográficamente requieren una conexión de fibra óptica entre los sitios principal y secundario, que puede imponer una restricción en la distancia permitida entre los sitios. Otras soluciones son capaces de encapsular los datos en un paquete IP y ejecutarse a través de una conexión de Ethernet o de marco. Independientemente del tipo de conexión, cabe esperar que cuanto mayor sea la distancia entre los sitios, mayor será la latencia. A su vez, este aumento de la latencia equivale a una solución menos útil y compatible.

En cuanto a la solución de clústeres dispersos geográficamente, otro gasto derivado de una mayor latencia es el número de usuarios que se pueden admitir en un único servidor. A medida que aumenta la latencia, se reduce el número de usos admitidos por servidor. Como resultado, aumenta el número de servidores necesarios para el entorno, lo que a su vez aumenta el costo total de la instalación de Exchange.

La mayoría de las soluciones certificadas admite un escenario muy concreto. Un componente de este escenario es una distancia máxima admitida entre los sitios. A medida que aumenta la distancia, disminuye el número de soluciones disponibles.

Además de decidir qué solución es la mejor para la organización de Exchange, existen otros requisitos que deben tenerse en cuenta a la hora de estudiar una solución de clústeres dispersos geográficamente. Por ejemplo, asegúrese de tener en cuenta lo siguiente:

  • Hágase la siguiente pregunta: "¿Necesitaré replicar algo más que los datos de Exchange? Por ejemplo, ¿necesitará también replicar los servidores de archivos?"
  • Las redes LAN y WAN deben ser lo suficientemente tolerantes a errores de manera que si el sitio principal cae, los equipos cliente puedan comunicarse sin problemas con el nuevo sitio.
  • En la ubicación de la conmutación por error, debe tener un número suficiente de controladores de dominio y servidores de catálogo global. Estos controladores de dominio y servidores de catálogo global deben ser capaces de admitir el volumen de solicitudes requerido para el funcionamiento de los servidores de Exchange y los equipos cliente a niveles aceptables. Estos niveles deben estar definidos en un acuerdo de nivel de servicio (SLA).
  • El hardware de la ubicación de la conmutación por error debe poder admitir las solicitudes de los usuarios a un nivel aceptable. Este nivel debe estar documentado en un SLA.
  • El vínculo de replicación del sitio conmutación por error al sitio principal debe tener suficiente ancho de banda y ser lo suficientemente rápido para admitir los requisitos de replicación de datos establecidos por el volumen de correo electrónico.
  • Sería útil disponer de personal que proporcione soporte integral a la solución.

Dependiendo de la implementación específica, es posible que haya que considerar más requisitos. Por ejemplo, un servicio web hospedado en un servidor diferente que requiere Exchange, compatibilidad con usuarios remotos de red privada virtual (VPN), replicación de una solución de archivado de datos, etc.

Tras averiguar todos los requisitos de piezas y servicios correspondientes, asegúrese de familiarizarse con las directrices de compatibilidad de Microsoft. A continuación, se muestra una lista de los requisitos del sistema para clústeres de Exchange dispersos geográficamente:

  • No más de 500 milisegundos de latencia de red de recorrido completo en el latido de red compartida entre los nodos.
  • La solución debe aparecer en la lista de la sección Geographically Dispersed Cluster Solution (página en inglés) del Catálogo de Windows Server.
  • El recurso de disco de quórum debe replicarse en tiempo real, en modo sincrónico, entre todos los sitios, o se debe ejecutar un conjunto de nodos de mayoría de Windows Server 2003. Para obtener más información sobre los quórum de conjunto de nodos de mayoría y su funcionamiento en un clúster dispersos geográficamente, consulte Majority Node Set Quorum in Geographically Dispersed Clusters (página en inglés).

Microsoft recomienda encarecidamente que los clientes obtengan garantías de los proveedores de soluciones de replicación para las siguientes cuestiones:

  • ¿La solución está incluida en la categoría de organización de clústeres dispersos geográficamente?
  • ¿La solución de replicación evitará toda posibilidad de pérdida de datos a menos que se produzca una interrupción del servicio en todos los sitios al mismo tiempo?
  • ¿Cuáles son los procedimientos para realizar una conmutación por error o una recuperación tras error?
  • ¿La solución de replicación y la latencia esperada pueden encargarse de la carga de usuarios de Exchange planeada y proporcionar una experiencia de calidad al cliente?

En este artículo se ha facilitado una descripción de los clústeres dispersos geográficamente en Exchange Server 2003, aunque existe una gran cantidad de documentación detallada adicional que le ayudará a decidir si esta solución es adecuada para usted. Consulte:

 
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