SUSE Linux Enterprise High Availabilityの概要

SUSE Linux Enterprise High Availabilityは以下の製品で利用できます。

SUSE Linux Enterprise High Availabilityは、単一障害点を排除して、重要なリソースの可用性と管理性を向上させます。これにより、ビジネスの継続性を維持し、データの整合性を保護し、クリティカルなワークロードでの予期せぬダウンタイムを削減できます。

次の図は、3ノードのクラスタを示しています。各ノードにはWebサーバがインストールされており、2つのWebサイトをホストしています。各Webサイトのすべてのデータ、グラフィックス、Webページコンテンツは、各ノードに接続された、共有ディスクサブシステムに保存されています。

図 1: 3ノードクラスタ #

 

通常のクラスタ操作では、クラスタ内の各ノードが他のノードと常に通信し、定期的リソースを確認して、障害を検出します。

次の図は、ハードウェアまたはソフトウェアの問題でWebサーバ1に障害が発生した場合に、クラスタがどのようにリソースを移動するかを示しています。

図 2: 1つのノードに障害が発生した後の3ノードクラスタ #

 

WebサイトAがWebサーバ2に、WebサイトBがWebサーバ3に移動します。Webサイトは引き続き利用可能で、残りのクラスタノードに均等に分散されます。

Webサーバ1で障害が発生したとき、High Availabilityソフトウェアは次のタスクを実行しました。

この例では、フェールオーバーが迅速に実行され、ユーザはWebサイトへのアクセスを数秒程度で回復できます。通常、再度ログインする必要はありません。

Webサーバ1が通常の動作状態に戻ると、WebサイトAとWebサイトBは自動的にWebサーバ1に戻る(「フェールバックする」)ことができます。これには、ある程度のダウンタイムが発生するので、代わりに、サービスの中断を最小限に抑えるために、指定した時間にのみフェールバックするようにリソースを設定することもできます。

高可用性クラスタとは、アプリケーションまたはサービスの可用性を確保するために連携するサーバのグループです。クラスタのメンバーとして設定されるサーバはノードと呼ばれます。あるノードに障害が発生した場合、そのノードで実行されているリソースはクラスタ内の別のノードに移動できます。SUSE Linux Enterprise High Availabilityは、最大32ノードのクラスタをサポートします。ただし、クラスタは通常、2ノードクラスタ、または奇数ノード(通常は3または5)のクラスタの2つのカテゴリのいずれかに分類されます。

クラスタ内部の通信はCorosyncによって処理されます。Corosync Cluster Engineは、クラスタに関するメッセージング、メンバーシップ、クォーラム情報を提供するグループ通信システムです。SUSE Linux Enterprise High Availability 16では、kronosnet (knet)をデフォルトのトランスポートプロトコルとして使用します。

クラスタには少なくとも2つの通信チャネルを設定することを強くお勧めします。推奨される方法は、ネットワークデバイスボンディングを使用することです。ネットワークボンドを使用できない場合は、Corosyncで冗長通信チャネル(第2「リング」とも呼ばれます)を設定できます。

高可用性を備えたクラスタでは、高い可用性を維持し続ける必要があるアプリケーションとサービスのことをリソースと呼びます。クラスタリソースには、Webサイト、メールサーバ、データベース、ファイルシステム、仮想マシン、およびユーザが常時使用できるその他のサーバベースのアプリケーションまたはサービスなどが含まれます。必要に応じてリソースを起動、停止、監視、移動することができます。また、特定のリソースを同じノード上で同時に実行するか、順次起動および停止するかを指定することもできます。クラスタノードに障害が発生した場合、そのノード上で実行されているリソースは失われるのではなく、別のノードにフェールオーバー(移動)します。

SUSE Linux Enterprise High Availabilityでは、クラスタリソースマネージャ(CRM)はPacemakerであり、すべてのクラスタサービスを管理および調整します。Pacemakerはリソースエージェント(RA)を使用して、リソースを起動、停止、および監視します。リソースエージェントは管理するリソースを抽象化し、その状態をクラスタに提示します。SUSE Linux Enterprise High Availabilityは、特定の種類のアプリケーションやサービスを管理するように設計されたさまざまなリソースエージェントをサポートしています。

スプリットブレインシナリオでは、クラスタノードは互いを認識しない2つ以上のグループ(またはパーティション)に分けられます。これは、ハードウェアやソフトウェアの障害、あるいはネットワーク接続の障害などが原因である可能性があります。スプリットブレインシナリオは、1つまたは複数のノードをフェンシング(リセットまたは電源オフ)することで解決できます。ノードレベルフェンシングでは、障害が発生したノードから共有リソースにアクセスできなくなります。また、クラスタリソースがステータスが不明なノードで実行できなくなります。

SUSE Linux Enterprise High Availabilityは、ノードフェンシングメカニズムとしてSTONITHを使用します。サポートされるには、すべてのSUSE Linux Enterprise High Availabilityクラスタに少なくとも1つのSTONITHデバイスが必要です。重要なワークロードには、2つまたは3つのSTONITHデバイスを使用することをお勧めします。STONITHデバイスは、物理デバイス(電源スイッチ)でも、ソフトウェアメカニズム(ウォッチドッグと組み合わせたSBD)でも構いません。

1つ以上のノードとその他のクラスタ間で通信が失敗した場合(スプリットブレインシナリオ)、クラスタパーティションが発生します。ノードは同じパーティション内の他のノードのみと通信可能で、切り離されたノードは認識しません。クラスタパーティションは、ノード(「投票」)の過半数を保有する場合、クォーラムを持ちます(「定足数に達しています」)。これはクォーラム計算によって決定されます。定足数に達していないノードのフェンシングを可能にするには、クォーラムを計算する必要があります。

Corosyncは以下の式に基づいてクォーラムを計算します。

N ≥ C/2 + 1

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

たとえば、5ノードクラスタでは、クォーラムを維持するためには最低3つの動作ノードが必要です。

ノード数が偶数のクラスタ、特に2ノードのクラスタでは、各パーティションのノード数が等しいため、過半数を獲得できない可能性があります。この状況を回避するには、QDeviceをQNetdと組み合わせて使用するようにクラスタを設定できます。QNetdはクラスタの外部で実行されるアービトレータです。これはクラスタノード上で実行されるQDeviceデーモンと通信し、クォーラム計算のために設定可能な投票数を提供します。これにより、クラスタが標準のクォーラムルールが許可するよりも多くのノード障害に耐えることができます。

高可用性クラスタには、ファイバチャンネルまたはiSCSIを介して接続された共有ディスクサブシステムが含まれる場合があります。ノードの障害時には、クラスタ内の別のノードが、障害の発生したノードにマウントされていた共有ディスクディレクトリを自動的にマウントします。この機能によって、ユーザは、共有ディスクサブシステム上のディレクトリに対するアクセスを中断することなく実行できます。共有ディスクに保存されるコンテンツには、データ、アプリケーション、サービスなどが含まれる場合があります。

次の図は、一般的なファイバチャンネルクラスタの設定を表したものです。緑色の線はEthernet電源スイッチへの接続を示し、pingリクエストが失敗した場合にノードを再起動できます。

図 3: 一般的なファイバチャネルクラスタの設定 #

 

次の図は、一般的なiSCSIクラスタの設定を表したものです。

図 4: 一般的なiSCSIクラスタの設定 #

 

ほとんどのクラスタには共有ディスクサブシステムが含まれていますが、共有ディスクサブシステムなしのクラスタを作成することもできます。次の図は、共有ディスクサブシステムなしのクラスタを表したものです。

図 5: 共有ストレージなしの一般的なクラスタ設定 #

 

SUSE Linux Enterprise High Availabilityでは、アーキテクチャが階層化されています。次の図は、さまざまな層と関連するコンポーネントを示します。

図 6: SUSE Linux Enterprise High Availabilityクラスタのアーキテクチャ #

 

クラスタ内で実行される多くのアクションは、クラスタリソースの追加や削除、リソース制約の変更など、クラスタ全体に影響を及ぼします。次の例は、このようなアクションを実行する場合は、クラスタ内でどのような変化が発生するのかを示しています。