1.1.1. Требования к общему хранилищу

Правильная работа кластера зависит от надёжного, скоординированного подключения к общему хранилищу. В случае сбоя оборудования, желательно иметь возможность отсоединить от общего хранилища один узел кластера, не затрагивая при этом другие. 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 Мбайт/сек, 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 потребуются адаптеры Fibre Channel или адаптеры SCSI-шины с одним инициатором (подключенные к устройствам хранения с несколькими портами).

Для работы Red Hat Cluster Manager требуется одновременное подключение к общему хранилищу всех 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 отказавшего узла "на ходу". Поддерживаются только хост-адаптеры RAID, включённые в список Red Hat Hardware Compatibility List.

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).

1.1.2. 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 общих разделов кластера и данных служб.

Компоненты оборудования, приведённые в таблице 1-1, 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.

Минимальная аппаратная конфигурация является самой недорогой конфигурацией кластера; однако, в ней присутствуют несколько одиночных уязвимых точек. Например, если отказывает RAID-контроллер, все службы кластера оказываются недоступными. При реализации такой конфигурации оборудования, для обеспечения сохранности данных необходимо применять программные сторожевые таймеры. Подробности вы найдёте в разделе B.1.2.3 Настройка аппаратного сторожевого таймера.

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

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

• Как минимум два сервера для выполнения кластерных служб

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

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

• Переключатели питания, позволяющие одному узлу кластера в процессе переноса отключить/включить другой

• Ethernet-интерфейсы, настроенные на связывание каналов

• Как минимум две системы бесперебойного питания, обеспечивающие надёжный источник питания

Компоненты, приведенные в таблице 1-3, 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 1-1 показан пример аппаратной конфигурации, не имеющей одиночной уязвимой точки, использующей оборудование, приведённое в предыдущей таблице; две SCSI-шины с одним инициатором, и переключатели питания гарантируют целостность данных при любых условиях. Буква "T" обведённая кружком, обозначает SCSI-терминатор.

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

Разновидностью переключателя консолей также является терминальный сервер, позволяющий удалённо подключаться к последовательным консолям и управлять несколькими узлами. В качестве недорогой альтернативы, вы можете применить переключатель KVM (клавиатура, видео, мышь), позволяющий использовать одну клавиатуру, мышь, монитор для нескольких узлов. Переключатель KVM полезен в ситуациях, когда выполнять системные задачи предпочтительнее в графическом интерфейсе.

Выбирая компьютер для 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 связанных Ethernet-портов. Обратитесь к главе 1.2.1 Установка основного оборудования кластера за дополнительной информацией.

1.1.3. Выбор типа контроллера питания

Данная реализация Red Hat Cluster Manager состоит из общего кода, управляющего питанием, и набора 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 1.4.2 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. Переключатели с сетевым интерфейсом отличаются от подключаемых через последовательный порт тем, что они могут соединяться с узлами кластера не напрямую, а через Ethernet-коммутатор или концентратор. Переключатель питания, подключаемый к сети, нельзя подключить к узлу кластера перекрещённым кабелем, так как в этом случае он не сможет управлять питанием других узлов.

Другим способом сохранить целостность данных можно, используя сторожевые таймеры, позволяющие отказавшему узлу самостоятельно удалить себя из кластера, до того, как другой узел перенесёт службы. В обычном режиме работы сторожевого таймера кластерное программное обеспечение должно периодически сбрасывать счётчик, до истечения срока его действия. Если кластерное программное обеспечение не сбрасывает таймер, срабатывает сигнализация, предполагая, что узел повис или, так или иначе, остановился. Работающий узел кластера ожидает некоторый промежуток времени, до того как придет к заключению, что произошёл 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, работающий узел может рассчитывать на то, что отказавший узел кластера удалил себя из кластера (перезагрузившись), перед переносом его служб к себе, сохраняя при этом 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. Встречаются также реализации сторожевого таймера на PCI-адаптерах.

Программному сторожевому таймеру не требуется какое-то специальное 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 при отказе системы в некоторых случаях, например при "повисании" 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 перенесёт службы с повисшего узла, что может привести к разрушению данных при некоторых обстоятельствах.

Наконец, администраторы могут вообще не применять контроллер питания. В таких случаях, один узел кластера не будет иметь возможность управлять питанием другого, отказавшего узла. И как следствие, отказавший узел не сможет гарантированно перезагрузиться при сбое в определённых условиях.

	Важно
	В производственном окружении использование контроллера питания настоятельно рекомендуется.

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 1-4 приводятся основные типы поддерживаемых модулей управления питанием, а также рассматриваются основные преимущества и недостатки каждого.

1.1.4. Аппаратные компоненты кластера

Используйте следующие таблицы для определения, какие из аппаратных составляющих необходимо применять в кластере.

В таблице 1-5 перечислено оборудование, необходимое узлам кластера.

В таблице 1-6 представлены различные типы переключателей питания.

В одном кластере используется только один тип переключателей питания.

В таблицах, начиная с таблицы 1-8 и заканчивая таблицей 1-10, перечислены аппаратные составляющие, среди которых администратор может выбрать нужные. Для реализации отдельного кластера не требуется использовать все перечисленные составляющие.