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.