Wysoka dostępność aplikacji - przegląd

Opublikowano: 15 października 2007

Zawartość strony

	Wstęp
	Klastry pracy awaryjnej
	Nowa funkcja w klastrowaniu z funkcją pracy awaryjnej
	Ulepszona skalowalność dużych woluminów
	Ulepszenia klastrów pracy awaryjnej
	Konsola zarządzania serwerem
	Poprawiona stabilność
	Integracja pamięci
	Rozwiązania sieciowe i bezpieczeństwo
	Równoważenie obciążenia sieciowego

Wstęp

Dostępność dotyczy poziomu usług zapewnianego przez aplikacje, usługi lub systemy. System o wysokiej dostępności zapewnia zadowalający poziom usług przy minimalnym okresie przestoju. Nadmiernie długi, nieoczekiwany okres przestoju może mieć znaczny, negatywny wpływ na organizację. Utrata krytycznych systemów, usług lub aplikacji może zmniejszyć wydajność pracowników, poziom sprzedaży oraz zaufanie partnerów i klientów. Zapewnianie ciągłej wysokiej dostępności krytycznych aplikacji i usług jest kluczowym priorytetem działów IT, i głównym motywem wielu udoskonaleń wprowadzonych w systemie Windows Server 2008.

Niniejszy przegląd przedstawia niektóre kluczowe funkcje systemu Windows Server 2008, które zapewniają wysoką dostępność oraz upraszczają zarządzanie.

• Klastry pracy awaryjnej:

  • Gwarantuje to, że awaria sprzętowa nie będzie miała wpływu na dostępność aplikacji i usług o kluczowym znaczeniu dla pracy,
  • Zapewnia to nowe funkcje, które ułatwiają implementację, konfigurację i utrzymanie klastrów awaryjnych, dzięki czemu jest to rozsądny wybór biznesowy.

• Konsola zarządzania serwerem:

  • Zmniejsza złożoność, zapewniając użytkownikowi prosty interfejs do tworzenia i wykorzystywania serwerów klastrowych oraz zarządzania nimi,
  • Dzięki mniejszej liczbie kwestii związanych z wdrażaniem i konfiguracją, obniża koszty techniczne oraz skraca czas implementacji,
  • Usprawnia implementację w środowiskach geograficznie rozproszonych, umożliwiając dostosowanie technologii do środowiska klienta.

• Usługa równoważenia obciążeń sieciowych:

  • Równoważenie obciążenia sieciowego polega na rozłożeniu obciążeń działających w sieci aplikacji klienta / serwera na wiele serwerów klastrowych,
  • Równoważenie obciążenia sieciowego w systemie Windows Server 2008 obejmuje ulepszenia w zakresie rozwiązań sieciowych, bezpieczeństwa i zarządzania, co zwiększa dostępność i niezawodność.

 Do początku strony

Klastry pracy awaryjnej

Klastry pracy awaryjnej (poprzednio nazywane klastrami serwerów) są grupą niezależnych komputerów, które pracują razem, aby zwiększyć dostępność aplikacji i usług. Serwery zgrupowane w klastry (tzw. węzły) są połączone fizycznie kablami oraz oprogramowaniem. Jeśli jeden z węzłów klastrowych ulegnie awarii, w wyniku procesu nazywanego przełączaniem awaryjnym inny węzeł w klastrze przejmie obowiązki uszkodzonego węzła, gwarantując przy tym użytkownikowi jak najmniejsze zakłócenia w działaniu usług. Klastry pracy awaryjnej są używane przez specjalistów IT, którzy muszą zapewnić wysoką dostępność usług i aplikacji krytycznych dla firmy. W systemie Windows Server 2008 ulepszenia w zakresie klastrów pracy awaryjnej mają na celu uproszczenie ich działania oraz zwiększenie bezpieczeństwa i stabilności.

 Do początku strony

Nowa funkcja w klastrowaniu z funkcją pracy awaryjnej

Pełna infrastruktura – serwery, sieć i pamięć – musi być starannie skonfigurowana, aby w pełni wykorzystać korzyści wynikające z wysokiej dostępności. W systemie Windows Server 2008 uproszczono instalację i konfigurację klastrów pracy awaryjnej dzięki nowemu kreatorowi sprawdzania poprawności, który pozwala potwierdzić użytkownikom, czy system, pamięć i konfiguracja sieci są odpowiednie dla klastra. Nowy kreator obejmuje między innymi następujące testy:

• testy węzłów, potwierdzające, że serwery pracują na tej samej wersji systemu operacyjnego i mają te same aktualizacje oprogramowania,
• testy sieci, określające, czy planowana sieć klastrów spełnia konkretne wymogi, takie jak posiadanie przynajmniej dwóch odrębnych podsieci dla redundancji sieci,
• testy pamięci, analizujące, czy pamięć jest prawidłowo skonfigurowana, tak aby wszystkie węzły klastrów posiadały dostęp do wszystkich udostępnionych dysków oraz spełniały określone wymogi.

 Do początku strony

Ulepszona skalowalność dużych woluminów

System Microsoft Windows Server 2008 obejmuje obsługę dysków tablicy partycji GUID (GPT) w pamięci klastra. Dyski GPT mogą posiadać partycje o rozmiarze większym niż dwa terabajty oraz wbudowaną redundancję – w przeciwieństwie do dysków głównego rekordu rozruchowego (MBR). GPT ma wiele zalet w porównaniu z partycjonowaniem głównego rekordu rozruchowego, ponieważ umożliwia utworzenie na dysku do 128 partycji, obsługuje woluminy o rozmiarze do 18 eksabajtów, umożliwia korzystanie z głównych i zapasowych tablic partycji, co zapewnia redundancję, oraz obsługuje unikalne identyfikatory dysków i partycji.

 Do początku strony

Ulepszenia klastrów pracy awaryjnej

W systemie Windows Server 2008 wprowadzono następujące ulepszenia w zakresie tworzenia i działania klastrów pracy awaryjnej oraz zarządzania nimi.

• Poprawiona instalacja i migracja klastrów. Kreator instalacji klastra jest uproszczony, więc użytkownik może utworzyć klaster w ramach jednej operacji. Ponadto całość instalacji klastra można obecnie obsłużyć za pomocą skryptów, więc wdrażanie klastrów może być zautomatyzowane. Uproszczono migrację istniejących klastrów. Ustawienia grupy zasobów mogą zostać przechwycone z klastra, na którym uruchomiony jest system Windows Server® 2003 i zastosowane na klastrze z systemem Windows Server 2008.
• Uproszczone interfejsy zarządzania. Dzięki ulepszeniom kreatorów i interfejsów, zadania związane z zarządzaniem są uproszczone, a administratorzy mogą skoncentrować się na zarządzaniu aplikacjami, a nie klastrami.
• Ulepszenia w zakresie stabilności i bezpieczeństwa, zapewniające większą dostępność. Poprawiono sposób komunikowania się klastra z zasobami pamięci masowej, więc zasób kworum nie stanowi już krytycznego punktu awarii.
• Ulepszenia w zakresie rozwiązań sieciowych i bezpieczeństwa. Wydajność sieciowa i bezpieczeństwo uległy poprawie dzięki integracji IPv6, wykorzystaniu GNS bez starszych wersji zależności NetBIOS oraz innym ulepszeniom rozwiązań sieciowych, które pomagają organizacjom osiągnąć lepszą niezawodność i bezpieczniejsze wdrażanie.

 Do początku strony

Konsola zarządzania serwerem

Aby uprościć zarządzanie klastrami, ulepszono interfejsy zarządzania, co umożliwia administratorom skoncentrowanie się na zarządzaniu aplikacjami i danymi, a nie klastrami. Nowy interfejs jest bardziej praktyczny i intuicyjny oraz jest obsługiwany przez kreatory, które przeprowadzają administratorów przez niegdyś skomplikowane operacje. W odniesieniu do klastrów pracy awaryjnej w systemie Windows Server 2008 uproszczone są następujące zadania w zakresie zarządzania i operacji:

• Ulepszony interfejs. Interfejs użytkownika działa obecnie w oparciu o zadania i jest obsługiwany przez kreatory, które przeprowadzają administratorów przez niegdyś skomplikowane operacje. Teraz ustawienie ról klastrów, np. roli serwera wydruku, wymaga jedynie wykonania kilku łatwych działań. Nowe narzędzie administrowania klastrami zapewnia pełny widok ról klastrów wraz z opcjami konfiguracji, takimi jak intuicyjne i praktyczne menu wyboru.
• Szybkie dodawanie zasobów klastra do konfiguracji. Dzięki ulepszonemu interfejsowi zarządzania klastrami łatwiej jest także wykonać zadania takie, jak osiągnięcie wysokiej dostępności foldera udostępnionego.
• Rozwiązywanie problemów z klastrami. Zamiast pracować z dziennikiem klastra, administrator może skorzystać z funkcji śledzenia zdarzeń, aby łatwo zbierać i raportować informacje o kolejności zdarzeń występujących w klastrze oraz zarządzać tymi informacjami.
• Korzystanie z Usługi kopiowania woluminów w tle do sporządzenia kopii zapasowych. Pełna integracja z Usługą kopiowania woluminów w tle ułatwia tworzenie kopii zapasowych i przywracanie konfiguracji klastra.
• Kontrolowanie widoku folderów udostępnionych w klastrze. System zapewnia widok pamięci udostępnionej, a zatem i folderów udostępnionych. Ułatwia to sprawdzenie, które foldery udostępnione są klastrami i mogą w razie awarii być przekazane innemu węzłowi, a które foldery udostępnione są dostępne wyłącznie lokalnie dla pojedynczego węzła i nie mogą pracować awaryjnie.

System Windows Server 2008 obsługuje także wiersz polecenia i opcje instrumentacji zarządzania Windows dla klastrów pracy awaryjnej.

 Do początku strony

Poprawiona stabilność

W odniesieniu do klastrów pracy awaryjnej w systemie Windows Server 2008, wiele ulepszeń w zakresie infrastruktury klastrów pomaga zoptymalizować usługi dostępne dla użytkownika. Jedną z bardziej znaczących zmian jest sposób, w jaki system utrzymuje „kworum”. Kworum jest bazą danych o konfiguracji klastra, określającą, które węzły są aktywne, a które są w stanie oczekiwania. Używana jest ona, aby zapewnić, że w przypadku przerwania komunikacji między węzłami tylko jeden węzeł będzie nadal zapewniał aplikacje i usługi. Jeżeli nastąpi utrata komunikacji między węzłami klastra, inicjowany jest protokół typu challenge-response, aby zapobiec tzw. „rozdwojeniu jaźni” (ang. split brain). W przypadku utraty komunikacji właściciel zasobu klastra staje się jedynym właścicielem klastra i wszystkich zasobów, co zapobiega „rozdwojeniu jaźni”. Następnie właściciel udostępnia zasoby klientom. Kiedy węzeł posiadający dysk kworum działa nieprawidłowo, ocalałe węzły rozstrzygają, który ma zostać właścicielem urządzenia.

Dzięki ulepszeniom w zakresie klastrów niezawodnościowych administratorzy mogą skonfigurować klastry przy pomocy jednego z dwóch modeli, które były dostępne w poprzedniej wersji systemu Windows:

• model dysku kworum: pojedynczy dysk jest „wyborcą” określającym, które części podzielonego klastra można zachować.
• model większościowego zbioru węzłów: klaster funkcjonuje jedynie, jeśli większość węzłów działa prawidłowo i komunikuje się.

Domyślną konfiguracją w systemie Windows Server 2008 jest połączenie tych dwóch modeli, co daje podwójne korzyści. Na przykład, w przypadku klastra dwuwęzłowego klaster dalej działa, nawet jeżeli dysk kworum ulegnie całkowitej awarii. Administratorzy nie muszą zajmować się zawiłościami konfigurowania kworum, ponieważ wszystko jest wykonywane automatycznie podczas instalacji klastra. Dzięki nowemu modelowi hybrydowemu, każdy węzeł ma replikę zasobu kworum, więc awaria dysku kworum nie powoduje już awarii klastra.

 Do początku strony

Integracja pamięci

Ulepszenia w zakresie integracji pamięci w klastrach niezawodnościowych w systemie Windows Server 2008 zapewniają lepszą funkcjonalność i niezawodność niż poprzednie wersje klastrów serwerów. Do kluczowych ulepszeń należy:

• Dynamiczne dodawanie zasobów dysku. Zależności zasobu mogą być modyfikowane, gdy zasoby są w trybie online, co oznacza, że administratorzy mogą udostępnić dodatkowy dysk bez przerywania pracy korzystających z niego aplikacji.
• Lepsza wydajność i stabilność pamięci danych. System Windows Server 2008 zawiera ulepszone mechanizmy stosowania zastrzeżeń trwałych oraz nowy algorytm zarządzania dyskami udostępnionymi. Nie stosuje on już resetowania magistrali SCSI, co może powodować zakłócenia sieci systemowej. Przy klastrowaniu z funkcją pracy awaryjnej w systemie Windows Server 2008 dyski nigdy nie pozostają bez ochrony, co oznacza zmniejszenie ryzyka uszkodzenia woluminu. Klastry pracy awaryjnej obsługują także ulepszone metody znajdowania i odzyskiwania dysku. Klastry te obsługują trzy rodzaje połączeń pamięci: Serial Attached SCSI (SAS), iSCSI oraz Fibre Channel.
• Łatwiejsza konserwacja dysku. Tryb konserwacji został znacznie ulepszony, więc administrator może w łatwiejszy sposób korzystać z narzędzi do sprawdzania, naprawiania lub przywracania dysków, powodując przy tym mniej zakłóceń klastra.

 Do początku strony

Rozwiązania sieciowe i bezpieczeństwo

W odniesieniu do klastrów niezawodnościowych w systemie Windows Server 2008 poprawiono w porównaniu z poprzednimi wersjami wydajność sieciową i bezpieczeństwo. Ulepszenia umożliwiają użytkownikowi:

• Korzystanie z protokołu IPv6, który jest w pełni zintegrowany z klastrami pracy awaryjnej. Klastry pracy awaryjnej w pełni obsługują protokół IPv6 zarówno w komunikacji między węzłami, jak i między węzłem a klientem.
• Korzystanie z systemu nazw domen (DNS) bez starszych wersji zależności NetBIOS. Upraszcza to ruch bloku komunikatów serwera (SMB) oraz oznacza, że użytkownicy nie mają emisji Usługi nazw internetowych systemu Windows (WINS) ani rozpoznawania nazw NetBIOS.
• Osiągnięcie większej niezawodności dzięki innym ulepszeniom w zakresie rozwiązań sieciowych. Administratorzy mogą tworzyć związki między zasobem nazwy sieciowej a wieloma powiązanymi adresami IP, więc nazwa sieciowa jest dostępna, jeżeli dostępny jest jakikolwiek z tych adresów IP. Ponadto gdy węzły wysyłają i odbierają „puls”, aby potwierdzić, że każdy węzeł wciąż jest dostępny, korzystają one z niezawodnego protokołu Transmission Control Protocol (TCP), a nie z bardziej niepewnego protokołu User Datagram Protocol (UDP).

Ulepszenia w zakresie bezpieczeństwa klastrów niezawodnościowych obejmują:

• Węzły w innych podsieciach IP. Węzły w klastrze nie muszą już znajdować się w tej samej podsieci IP, co zapewnia większą elastyczność. Jest to szczególnie przydatne, gdy węzły są rozciągnięte geograficznie, ponieważ zapewnia większą odporność.

 Do początku strony

Równoważenie obciążenia sieciowego

Równoważenie obciążenia sieciowego (NLB) jest to funkcja, która rozkłada obciążenie klienta sieciowego i aplikacji serwera na wiele serwerów w klastrze NLB. NLB zapewnia skalowalność, umożliwiając dodawanie serwerów w miarę zwiększania obciążenia. NLB zapewnia niezawodność, umożliwiając użytkownikom łatwe zastąpienie niesprawnego serwera. NLB jest ważne dla tych organizacji, które muszą rozkładać żądania klienta na zbiór serwerów. Jest to szczególnie przydatne do zapewniania możliwości skalowania „bezpańskich” aplikacji, takich jak aplikacje oparte na sieci Web i działające w usługach Internet Information Services (IIS), poprzez dodawanie dodatkowych serwerów w miarę zwiększania obciążenia pracą. Ulepszenia w zakresie NLB w systemie Windows Server 2008 obejmują:

• Obsługa protokołu IPv6. NLB w pełni obsługuje protokół IPv6 dla wszystkich wiadomości.
• Obsługa NDIS 6.0. Sterownik NLB został całkowicie przerobiony, aby zastosować nowy model lekkiego filtra NDIS 6.0. NDIS 6.0 zachowuje zgodność z poprzednimi wersjami NDIS. Ulepszenia projektu NDIS 6.0 obejmują większą wydajność sterownika, skalowalność oraz uproszczony model sterownika NDIS.
• Ulepszenia WMI. Ulepszenia WMI w obszarze nazw MicrosoftNLB dotyczą obsługi protokołu IPv6 i wielu dedykowanych adresów IP.
• Lepsza ochrona przed atakiem DoS attack oraz trwałym zablokowaniem zegara. Poprzez interfejs wywołania zwrotnego NLB może wykrywać rozpoczynający się atak lub nadmierne obciążenie węzła i powiadamiać aplikacje. System Microsoft ISA Server 2006 korzysta z tej funkcji w scenariuszach, w których węzeł klastra jest przeciążony lub atakowany.
• Obsługa wielu dedykowanych adresów IP na węzeł. NLB w pełni obsługuje określenie więcej niż jednego dedykowanego adresu IP dla każdego węzła (poprzednio obsługiwany był tylko jeden dedykowany adres IP dla każdego węzła). Umożliwia to umieszczenie wielu aplikacji w tym samym klastrze NLB w scenariuszach, w których odrębne aplikacje wymagają własnego dedykowanego adresu IP. Klasa Microsoft NLB_ NodeSetting obsługuje wiele dedykowanych adresów IP, określając je w DedicatedIPAddresses i DedicatedNetMasks. Funkcja ta jest używana przez system ISA Server 2006 do zarządzania każdym węzłem NLB w przypadku scenariuszy, w których klienci korzystają z ruchu IPv4 i IPv6.

Do początku strony