Introducción a SUSE Linux Enterprise High Availability

SUSE Linux Enterprise High Availability está disponible con los siguientes productos:

SUSE Linux Enterprise High Availability elimina puntos únicos de fallo para mejorar la disponibilidad y la capacidad de gestión de los recursos críticos. Así, podrá mantener la continuidad del negocio, proteger la integridad de los datos y minimizar los tiempos de inactividad no programados para las cargas de trabajo críticas.

En la ilustración siguiente se muestra un clúster de tres nodos. Cada uno de ellos tiene un servidor web instalado y aloja dos sitios Web. Todos los datos, gráficos y contenido de las páginas Web de cada sitio Web se almacenan en un subsistema de discos compartidos conectado a todos los nodos.

Figura 1: Clúster de tres nodos #

 

Durante el funcionamiento normal del clúster, cada nodo está en constante comunicación con los demás nodos del clúster y comprueba periódicamente los recursos para detectar fallos.

La siguiente ilustración muestra cómo mueve recursos el clúster cuando falla el servidor Web 1 debido a problemas de hardware o software.

Figura 2: Clúster de tres nodos después de que falle un nodo #

 

El sitio Web A se mueve al servidor Web 2 y el sitio Web B se mueve al servidor Web 3. Los sitios Web siguen estando disponibles y se distribuyen uniformemente entre los nodos restantes del clúster.

Cuando el servidor Web 1 falló, el software de alta disponibilidad realizó las siguientes tareas:

En este ejemplo, el failover se produjo rápidamente y los usuarios recuperaron el acceso a los sitios Web en segundos, generalmente sin necesidad de iniciar sesión de nuevo.

Cuando el servidor Web 1 vuelva a un estado operativo normal, el sitio Web A y el sitio Web B podrán volver (“failback”) al servidor Web 1 automáticamente. Esto produciría cierto tiempo de inactividad, por lo que, como alternativa, puede configurar los recursos para que solo realicen el failback a una hora concreta que cause una interrupción mínima del servicio.

Un clúster de alta disponibilidad es un grupo de servidores que trabajan juntos para garantizar la disponibilidad de aplicaciones o servicios. Los servidores que se configuran como miembros del clúster se denominan nodos. Si un nodo falla, los recursos que se ejecutan en él pueden moverse a otro nodo del clúster. SUSE Linux Enterprise High Availability admite clústeres de hasta 32 nodos. Sin embargo, los clústeres generalmente se dividen en dos categorías: clústeres de dos nodos o clústeres con un número impar de nodos (normalmente tres o cinco).

La comunicación interna del clúster se gestiona mediante Corosync. Corosync Cluster Engine es un sistema de comunicación grupal que proporciona mensajería, pertenencia a grupos e información sobre el quórum del clúster. En SUSE Linux Enterprise High Availability 16, Corosync usa kronosnet (knet) como protocolo de transporte por defecto.

Se recomienda encarecidamente configurar al menos dos canales de comunicación para el clúster. El método preferido es utilizar la vinculación de dispositivos de red. Si no puede utilizar una vinculación de red, puede configurar un canal de comunicación redundante en Corosync (también conocido como segundo “anillo”).

En un clúster de alta disponibilidad, las aplicaciones y servicios que necesitan estar altamente disponibles se denominan recursos. Los recursos del clúster pueden ser sitios Web, servidores de correo electrónico, bases de datos, sistemas de archivos, máquinas virtuales y cualquier otra aplicación o servicio basado en servidor que deba estar disponible para los usuarios en todo momento. Puede iniciar, detener, supervisar y mover recursos según sea necesario. También puede especificar si algunos recursos específicos deben ejecutarse juntos en el mismo nodo o iniciarse y detenerse en orden secuencial. Si un nodo del clúster falla, los recursos que se ejecutan en él se mueven (se produce un failover) a otro nodo en lugar de perderse.

En SUSE Linux Enterprise High Availability, el gestor de recursos del clúster (CRM) es Pacemaker, que gestiona y coordina todos los servicios del clúster. Pacemaker utiliza agentes de recursos (RA) para iniciar, detener y supervisar los recursos. Un agente de recursos abstrae el recurso que gestiona y presenta su estado al clúster. SUSE Linux Enterprise High Availability admite muchos agentes de recursos diferentes que están diseñados para gestionar tipos específicos de aplicaciones o servicios.

En una situación de nodos malinformados, los nodos del clúster se dividen en dos o más grupos (o particiones) que no se reconocen entre sí. Esto podría deberse a un fallo de hardware o de software, o a que falle una conexión de red, por ejemplo. Estos escenarios se pueden resolver mediante fencing, o perimetraje, restableciendo o apagando uno o varios nodos. El fencing de nivel de nodos evita que un nodo fallido acceda a los recursos compartidos, y evita que los recursos del clúster se ejecuten en un nodo con un estado incierto.

SUSE Linux Enterprise High Availability utiliza STONITH como mecanismo de fencing de nodos. Para que sean compatibles, todos los clústeres de SUSE Linux Enterprise High Availability deben tener al menos un dispositivo STONITH. Para cargas de trabajo críticas, se recomienda usar dos o tres dispositivos STONITH. Puede ser un dispositivo físico (un conmutador de alimentación) o un mecanismo de software (como un SBD en combinación con un vigilante, o watchdog).

Cuando se produce un error en la comunicación entre uno o varios nodos y el resto del clúster (una situación de nodos malinformados), se produce una partición del clúster. Los nodos solo pueden comunicarse con otros nodos de la misma partición y no reconocen los nodos de otras particiones. Una partición tiene “quórum” si tiene la mayoría de los nodos (o “votos”). Esto se determina mediante el cálculo del quórum. Para permitir la aplicación de fencing a los nodos que no tienen quórum, debe calcularse el quórum.

Corosync calcula el quórum basándose en la siguiente fórmula:

N ≥ C/2 + 1

N = minimum number of operational nodes
C = number of cluster nodes

Por ejemplo, un clúster de cinco nodos necesita un mínimo de tres nodos operativos para mantener el quórum.

Los clústeres con un número par de nodos, especialmente los clústeres de dos nodos, podrían tener el mismo número de nodos en cada partición y, por lo tanto, no tener mayoría. Para evitar esta situación, puede configurar el clúster para que use QDevice en combinación con QNetd. QNetd es un árbitro que se ejecuta fuera del clúster. Se comunica con el daemon QDevice que se ejecuta en los nodos del clúster para proporcionar un número configurable de votos para el cálculo del quórum. Esto permite que los clústeres soporten más errores de nodo de los que permiten las reglas de quórum estándar.

Los clústeres de alta disponibilidad pueden incluir un subsistema de disco compartido conectado mediante Fibre Channel o iSCSI. Si un nodo falla, otro nodo del clúster monta automáticamente los directorios del disco compartido que estaban montados en el nodo que ha fallado. De esta forma, se proporciona a los usuarios un acceso continuo a los directorios del subsistema de discos compartidos. El contenido almacenado en el disco compartido puede incluir datos, aplicaciones y servicios.

En la siguiente ilustración se muestra una configuración típica de clúster con Fibre Channel. Las líneas verdes representan las conexiones a un conmutador de alimentación Ethernet, que puede reiniciar un nodo si falla una petición de ping.

Figura 3: Configuración típica de clúster con Fibre Channel #

 

En la siguiente ilustración se muestra una configuración típica de clúster con iSCSI.

Figura 4: Configuración típica de clúster con iSCSI #

 

Aunque la mayoría de los clústeres incluyen un subsistema de disco compartido, también puede crear un clúster sin él. La siguiente ilustración muestra cómo podría ser un clúster sin un subsistema de disco compartido.

Figura 5: Configuración típica de clúster sin almacenamiento compartido #

 

SUSE Linux Enterprise High Availability tiene una arquitectura en capas. La siguiente ilustración muestra las diferentes capas y sus componentes asociados.

Figura 6: Arquitectura de un clúster de SUSE Linux Enterprise High Availability #

 

Muchas acciones realizadas en el clúster provocan un cambio en todo el clúster; por ejemplo, añadir o quitar un recurso del clúster o cambiar las restricciones de recursos. En el siguiente ejemplo se explica lo que sucede en el clúster cuando se realiza una acción de este tipo: