云计算--Linux 集群原理(笔记5)

概述

• 群集基础

• Linux群集概述
• pacemaker+ corosync+ pcS
  • 演示:无共享存储的Web群集构建
  • 演示:基于NFS共享存储的Web群集构建
• 使用Linux-IO构建iSCSI存储
  • 演示:基于SAN共享存储的MySQL群集构建
• DRBD
  • 演示:基于DRBD的MySQL群集构建
• GFS2
  • 演示:基于DRBD+ GFS2的Active/Active的Web群集构建

Linux群集概述

什么是群集?

集群是将-组计算机和存储设备组成在一起,作为一个整体系统来提供用户访问
集群中计算机共同来提供:
* 分担进程的负载
* 自动恢复集群中的一个或多个组件的失败

群集术语

术语	描述
节点	参与群集的服务器
资源	托管在集群中设备或服务,被应用程序或最终用户直接或间接地访问
故障转移群集	一种高可用性集群类型。 在一一个时刻 ,资源只能单个服务器所拥有
负载平衡	负荷由由多个节点分担处理的集群类型
容错	集群的一个关键组件,能够在硬件或软件出现问题时还能继续运作
计划停机时间	由于更新或其他维护操作,应用程序不可用的时间
非计划停机时间	由于组件失败,关键应用程序不可用的时间

群集类型

群集类型	描述
高可用(HA)群集	如果正在运行服务器遭遇失败,由其他的节点提供备份
负载平衡群集	将传入的网络请求分布到各个节点进行处理
高性能计算(HPC)群集	计算任务分布在多个节点
网格计算群集	独立的节点完成的被分派来任务或集群中其余部分分解的来工作

群集实现

群集分类	描述
共享设备群集	在节点之间共享数据和其他资源 如果两个系统必须访问相同的数据,这些数据必须从磁盘读两次或从一个系统复制到另外一系统
无共享群集	无共享群集在每个节点有单独的资源 一个时刻仅有一个节点访问特定的资源 失败时,其他节点会取得对象的所有权

群集优势

• 可用性(Availability)
  • 集群增加的处于可操作状态的时间百分比
    可伸缩性(Scalability)
  • 群集通过根据需要逐步增加资源,来满足所有处理能力或可用性要求
    可管理性(Manageability)
  • 集群使配置、更新和添加等管理更加容易

什么是可用性?

通过以下方式提高系统的可用性百分比:
* 增加平均失效到达时间(MTTF mean time to failure)
* 减少平均恢复时间(MTTR mean time to recover)

可用性等级	每年宕机时间
2个9(99%)	3.7天
3个9(99.9%)	8.8小时
4个9(99.99%)	53分钟
5个9(99.999%)	5.3分钟

什么是可扩展性?

提高可扩展性的方式有:

• Scaling up
  • 向一个节点添加更多的资源,如内存、CPU和磁盘
• Scaling out
  • 添加更多的节点以分担负荷
• Consolidation
  • 通过将多个服务器负载迁移到一个服务器或少量的高配置的计算机,让少量的服务器承担更多的负荷。

什么是集群的可管理性?

• 群集通过以下方式来提高和可管理性:

• 灾难恢复
  • 集群帮助应用程序的从灾难中进行恢复
• 更新管理
  • 集群使应用程序、操作系统在升级更新时,仍然可用

微软SQL Server故障转移群集工作原理

网络负载平衡( NLB)群集

• 为网络服务提供可扩展性
• 增强接收TCP和UDP流量的网络相关应用程序的可用性
• 包含所有活动节点
• 运行需要实现负荷平衡的基于IP的应用程序或服务副本,在每个节点保存所需的数据

什么是群集化的服务和资源?

• 群集化的服务
  • 安装在故障转移群集以实现高可用的服务或应用程序
  • 在一个活动节点上,也可被移动到其它节点
• 资源
  • 组成群集化服务的组件
  • 在一个时间,只能运行在一个节点之 上
  • 当一个节点失效时,可以被移动到别个一个节点
  • 包含的组件有共享磁盘,主机名和IP地址等

故障转移群集和网络

• 故障转移群集使用以下网络:
  • 公共网络:用于客户与群集服务之间的通信
  • 私有网络:用于节点之间的通信
  • 存储网络:与外部存储系统通信

• 一个网络可同时支持客户与节点间通信
• 推荐使用多网以提供增强的性能和冗余

什么是仲裁(Quorum)?

在故障转移集群,仲裁定义足够的可用集群成员提供服务

• 仲裁(Quorum):
  • 基于投票(vote)的
  • 根据不同仲裁模式，可使用节点,文件共享或共享磁盘用来投票
  • 当有足够的票数时,允许故障转移群集保持在线

• 合法:
  • total nodes < 2 * active_ nodes

微软群集仲裁模式类型

仲裁模式	描述
节点多数模式	仅有群集中的节点有vote 当超过半数的节点在线时,才满足Quorum要求
节点和磁盘多数模式	群集中的节点和见证(witness)磁盘有vote 当超过半数的vote在线时,才满足Quorum要求
节点和文件共享多数模式	群集中的节点和见证(witness)文件共享有vote 当超过半数的vote在线时,才满足Quorum要求
非多数:仅磁盘模式	仅quorum共享磁盘有vote 当共享磁盘在线时,才满足Quorum要求