Введение. Активное развитие IT технологий, увеличение обрабатываемой и передаваемой информации ставит всё новые требования к надёжности, экономичности и качеству. Тем самым следует по-новому взглянуть на технологию кластеризации и виртуализации серверного оборудования. Эти технологии позволяют создавать гибкие системы, которые будут отвечать всем вышеперечисленным требованиям [2].
На данный момент сложно дать чёткое определение кластера, так как основополагающих, регламентирующих стандартов, определяющих кластер как технологию, не было создано. Неизменными остаются только требования, которые предъявляются к системе [1]:
- вычислительная мощность;
- доступность функции;
- масштабируемость;
- надежность.
Основной подход создания сетевой инфраструктуры до введения кластерной виртуализации заключается в создание системы взаимодействующих сервисов работящих по принципу один сервис, одна физическая машина. Для достижения максимальной безотказности работы, наиболее важные сервисы дублировались, что в большей степени увеличивало парк физических машин. Огромному количеству физических машин требовалось всё больше ресурсов для подержания стабильной работы: площадь серверного помещения, затраты на электроэнергию и обслуживающий персонал. Активно развивающиеся предприятия довольно скоро столкнулось с проблемой масштабируемости, при увеличении производства требовалось, так же развивать и сетевую составляющую, что и влекло за собой большое увеличение затрат [2].
Такой подход имеет большой ряд недостатков:
- невозможность плавного масштабирования. Необходимость планирования каждого расширения, как с финансовой, так и со стороны реализации;
- постоянно растущие затраты на электроэнергию. Постоянно растущий объём физических компьютеров требует всё большего количества электроэнергии на подержание стабильной работы;
- необходимость увеличение штата сотрудников;
- дорогостоящие покупки физических машин и лицензионного программного обеспечения.
Создание кластерной системы позволит избежать указанных недостатков. Наиболее простая реализация отказоустойчивого кластера представлена на рис 1. Два узла NODE1 и NODE2 под управлением операционной системы windows server 2008 r2. Каждый узел подключён сразу к двум сетям: локальная сеть предприятия LAN и сеть хранения данных SAN.
Одним из требований системы является использование серверных процессоров одного производителя (от компанииIntel или AMD), в противном случае миграция виртуальных машин между узлами будет невозможна. Сервер хранилища может быть подключён к сети предприятия и являться членом домена. Хранилище данных может быть реализовано на любой доступной технологии, однако пропускная способность обмена данных должна быть не ниже 1 Гбит/с.
Рисунок 1 –
Рисунок 1 - Наиболее простая реализация отказоустойчивого кластера
Такая система позволяет виртуализировать большую часть сервисов корпорации. Виртуальные компьютеры управляться отказоустойчивым кластером, который можно использовать внутри виртуальных компьютеров для наблюдения за рабочими нагрузками и их перемещением, что позволят:
- уменьшить общий объём необходимых физических машин, так как большая часть всех сервисов будет перенесена на виртуальные машины кластера;
- обеспечить максимальный уровень отказоустойчивости. В случае выходя из строя виртуальной машины, его можно перезапустить на том же сервере или переместить на другой. Так как кластер Windows Server имеет встроенные механизмы обнаружения и автоматического восстановления, то время простоя сводится к минимуму;
- в случае выхода из строя одного из узлов кластера или серьёзного снижения производительности, на котором работают виртуальные машины, другие узлы кластера автоматически перехватят управление и приведут его в рабочее состояние, как показано на рис 2.
Рисунок 2 – Виртуальный компьютер и его хранилище переносятся на новый компьютер размещения.
Решение задачи экономии финансовых и иных ресурсов на поддержание IT инфраструктуры связана с виртуализацией рабочих мест и серверного парка оборудования. Залогом успешного внедрения виртуализации является грамотное планирование. Оценка экономической эффективности и целесообразность внедрения должны просчитываться заранее с учетом средних показателей предприятий TCO/ROI, что допускает возврат инвестиций в течение 3 – 5 лет.
В результате организации типовой миграции в кластерную виртуальную инфраструктуру можно добиться:
- уменьшения эксплуатационных расходов на 50-70%;
- снижения общего числа необходимых физических коммутаторов;
- сокращения серверной площади в 5 – 6 раз;
- достижение уровня доступности до 99,999%;
- экономии электроэнергии кондиционирования в 9 раз;
- десятикратной экономии электроэнергии на поддержание основных сервисов;
- сокращения общего числа физических серверов;
- увеличения эффективности серверного оборудования в рабочие часы до 70%.
Так же стоит отметить возможность создания терминальной структуры работы, которая позволит полностью отказаться от необходимости персональных рабочих мест и перейти на терминальное решение. Применение клиент-серверная системы используют вычислительные мощности непосредственно в серверной стойке, что позволяет наращивать масштабируемость и гибкость системы под нужды предприятия в любой момент времени. [3]
Вывод. Создание кластерной системы позволяет отказаться от подхода, при котором для каждого отдельного сервиса закупалось различное дорогостоящее оборудования, а рабочие места пользователей требовали дополнительных ресурсов.
Библиографический список
- Кластеры серверов URL: https://msdn.microsoft.com/ru-ru/library/cc783714(v=ws.10).aspx (дата обращения 12.04.2016)
- Введение в виртуализацию URL: http://www.team.ru/virt_intro.php (дата обращения 05.04.2016)
- Концепция виртуализации ИТ технологии URL: http://www.intuit.ru/studies/courses/2324/624/lecture/13586 (дата обращения 05.05.2016)