HA cluster

NOD 1                            NOD 2
/====\ /====\ /====\ /====\  |  /====\ /====\ /====\ /====\
| HDD || HDD || HDD || HDD | | | HDD || HDD || HDD || HDD |
\====/ \====/ \====/ \====/  |  \====/ \====/ \====/ \====/
/±±±±±±±±±±±\ /±±±±±±±±±±±±\ | /±±±±±±±±±±±\ /±±±±±±±±±±±±\
|   RAID1   ||    RAID1    | | |   RAID1   ||    RAID1    |
\±±±±±±±±±±±/ \±±±±±±±±±±±±/ | \±±±±±±±±±±±/ \±±±±±±±±±±±±/
/――――――――――――――――――――――――――\ | /――――――――――――――――――――――――――\
|          LVM VG          | | |         LVM VG           |
\――――――――――――――――――――――――――/ | \――――――――――――――――――――――――――/
/----------\ /-------------\ | /-------------\ /----------\
|  LVM LV  ||     LVM LV   | | |    LVM LV    ||  LVM LV  |
\----------/ \-------------/ | \-------------/ \----------/
/^^^^^^^^^^\ /++++++++++++++ ⇄ ++++++++++++++\ /^^^^^^^^^^\
|  BTRFS   ||              DRBD              ||   BTRFS   |
\^^^^^^^^^^/ \++++++++++++++ ⇄ ++++++++++++++/ \^^^^^^^^^^/
/∷∷∷∷∷∷∷∷∷\ /^^^^^^^^^^^^^^^ ⇄ ^^^^^^^^^^^^^^\ /∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷\
∷  Linux  ∷ |              OCFS2             | ∷  Linux   ∷
∷    OS   ∷ \^^/^^^/^\^^^^^^ ⇄ ^^\^^^^^^^^^^^/ ∷    OS    ∷
\∷∷∷∷∷∷∷∷∷/   /   /   \           \            \∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷/
/∷∷∷∷∷∷∷∷∷\  /   /     \           \           /∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷\
∷ Virtual  -    /       \            -----------  Virtual ∷
\∷∷∷∷∷∷∷∷∷/-----          --- ⇄ ---------------\∷∷∷∷∷∷∷∷∷∷/
                          CLUSTER

Schéma zobrazuje jednoduchý cluster, postavený na dvou identických strojích. Angl. zkratka HA - vysoce dostupný (high availability) .. že takový cluster je schopen přežít nejenom kompletní selhání jednoho z nodů, ale i současný výpadek jednoho z pevných disků.

nod

Je fyzický stroj (server, PC,..), vybavený pevnými disky (HDD) a alespoň jednou síťovou kartou

cluster

Označuje spojení dvou a více nodů prostřednictvím ethernetové sítě. V rámci clusteru mohou být mezi jednotlivé nody rozdělovány jak data (diskový cluster), tak úlohy ke zpracování (výpočetní cluster).

Hardwarová identita strojů (nodů, neboli také uzlů) není podmínkou, ale výhodou, neboť usnadňuje konfiguraci a správu software.

Veškeré vrstvy blokových zařízení, souborové systémy na nich nainstalované, včetně umístění operačního systému na obou strojích, jsou pro snazší orientaci barevně zvýrazněny. Schéma bylo vytvořeno jako tzv. ascii-art protože rovněž obsahuje linky na komplexní manuálové stránky.

Lokální bloková zařízení

Svislá linie, která odděluje oba nody, naznačuje do jaké úrovně se pracuje s lokálními blokovými zařízeními.

Úroveň první vrstvy - RAID

I když jsou ve schematu naznačeny pro každý nod dva softwarové raidy typu mirror (zrcadlení), stačí v zásadě pouze jeden raid typu 1 a výše. Při selhání jednoho z HDD zařízení stroj nadále běží a lze provést výměnu zařízení bez toho, že by bylo nutné stroj (nod) restartovat.

Úroveň druhé vrstvy - LVM

LVM umožňuje..

• ..libovolné zvětšování a přerozdělování diskové kapacity nodu - opět bez nutnosti restartu celého zařízení.
• ..přesuny dat mezi zařízeními první vrstvy
• ..zálohování operačního systému nodu za běžného provozu přes snapshoty logického disku.

Síťová bloková zařízení

Používat vzdáleně bloková zařízení lze kupř. přes NBD, nebo přes LVM cluster. DRBD8, uvedené na schématu však funguje jako síťový raid1, takže i v případě kompletního kolapsu jednoho z těchto dvou nodů by nemělo dojít ke ztrátě dat.

V takovém případě totiž data zůstanou zachovaná na běžícím sekundárním zařízení, které lze pak zpětně zreplikovat na nod který zkolaboval, resp. na stroj, který jej nahradí.

Clusterový souborový systém

Zeleně je označen souborový systém OCFS2. Místo něj by bylo možné použít i jiné souborové systémy (GFS2, NFS nebo CEPH). Důležitá je především možnost pracovat s jedním úložištěm z více míst současně. A to z toho důvodu, aby bylo možné za běhu provádět migraci virtuálních strojů.

CEPH

je systém, který je založen na principu rozmístění datových bloků po více nodech, takže je pak schopen fungovat i při výpadku většího počtu z nich. Jeho nasazení však má smysl pouze u skupiny alespoň tří strojů, ale spíš více.

OCFS2

nemá podporu pro IPv6 a umožňuje integrovat pouze 255 nodů. Na druhou stranu má mít z hlediska přístupové rychlosti lepší výsledky než GFS2

GFS2

by mělo jít použít stejně jako OCFS2