Кластер серверов как способ увеличения производительности и надежности системы

Алексей Прунов

Технический директор компании «АйТи Спектр»

Время прочтения - 4 мин

Задать вопрос

Что такое кластер серверов

В рамках оптимизации бизнес-процессов организации постепенно переходят от традиционных методов построения ИТ-структуры к новым технологиям. К последним относится кластер — единая система, которая состоит из отдельных серверных машин, соединенных высокоскоростными каналами связи. Такой подход повышает производительность и отказоустойчивость инфраструктуры. Если какой-либо из сегментов сети выходит из строя, другие распределяют задачи между собой и обеспечивают стабильность сервиса.

Кластер управляется посредством программного модуля (оркестратора). Механизмы оркестрации эффективно распределяют сообщения между адресатами, разгружая каналы, благодаря чему информация передается быстрее. В традиционной ИТ-структуре сложно добиться существенного увеличения скорости, в кластерном устройстве же это сделать легко. Эффективное группирование серверов позволяет им действовать синхронно и организованно.

Виды кластеров

К преимуществам кластеров относятся:

• высокий уровень отказоустойчивости;
• постоянный доступ пользователей к сервисам;
• возможность масштабировать систему;
• простое обслуживание и быстрая замена компонентов;
• удобная интеграция в уже развернутую ИТ-структуру;
• оптимальное соотношение «цена — надежность».

По назначению все кластеры подразделяются на 3 разновидности.

Отказоустойчивый кластер

High-Availability cluster (HA), или высокодоступный кластер. Если один сервер выйдет из строя, его задачи перейдут другим машинам системы. Возникает аппаратная избыточность, и все сервисы продолжают безотказно функционировать. В таких решениях применяют две и более физических серверных машины с СХД (системами хранения данных). Последние позволяют эффективно распределить ресурсы памяти между имеющимися серверами. Если используются виртуальные машины, то их функционалом руководит гипервизор. При выходе из строя одной ВМ ее функции автоматически начинает выполнять другая.

High-Availability cluster применяется везде, где необходимо обеспечить бесперебойность бизнес-процессов, сервисов и БД: биржи, банки, торговые онлайн-площадки, безостановочное производство. 

Кластер с балансировкой нагрузки

Load balancing cluster. Здесь нагрузка сбалансирована между доступными серверами. В результате исключен простой одной машины, пока вторая функционирует на грани возможностей. За распределение поступающих запросов и перенаправление задач между серверами отвечает один или более вычислительных узлов. Load balancing cluster применяется в ЦОД, системах CRM, биллинг-сервисах.

Вычислительный кластер

High-Performance Computing cluster. Серверы в этом решении взаимодействуют на основе особого софта по высокоскоростным каналам, создавая единую вычислительную систему. Каждая машина отвечает за задачу, автоматически выделенную из общей нагрузки. High-Performance Computing cluster позволяет анализировать, собирать и обрабатывать информацию для Big Data, а также применяется в системах ИИ и нейронных сетях. Кластер отличается высокой эффективностью при решении ресурсоемких задач, способен выполнять вычисления параллельно.

Кластер серверов 1С

Кластер серверов 1С обеспечивает эффективное взаимодействие пользователей и СУБД. Благодаря этому компоненту достигается бесперебойность и отказоустойчивость работы всей системы, даже если подключается огромное количество клиентов и используются крупные информационные базы.

Какой уровень отказоустойчивости выбрать

Проектируя серверы 1С, специалисты просчитывают подходящий уровень отказоустойчивости, настраивая соотношение центральных и рабочих станций. Почти всегда при высоких нагрузках достаточно уровня «0». Как рассчитать соотношение уровня отказоустойчивости и количества центральных серверов (ЦС), чтобы пользователи работали бесперебойно в 1С?

Если при уровне отказоустойчивости «0» и работе двух ЦС один из серверов выйдет из строя, пользователи увидят уведомление об ошибке и рекомендации по перезапуску 1С. Сделав это, они выйдут на второй центральный сервер, где система будет функционировать. Чтобы работа в 1С продолжалась автоматически, необходим третий ЦС и уровень отказоустойчивости выше «0». Тогда система не выдаст ошибку, и пользователям не нужно будет перезапускать сеанс. Пара секунд торможения — и работа продолжается в том же режиме.

Уровень отказоустойчивости необходимо повышать, если ошибки появляются очень часто и работа постоянно останавливается, что ведет к снижению эффективности деятельности всей организации и потере прибыли. Основное правило — количество ЦС 1С в кластере всегда должно на 2 единицы превышать действующий уровень отказоустойчивости. Например, при уровне «1» необходимо иметь в распоряжении 3 центральных сервера, т. к. при сбоях в работе одного ЦС два должны нормально функционировать. Если отключится и второй, то соединение прервется.

Центральный и рабочий сервер — в чем разница

Кроме центральных, в кластере есть и рабочие сервера (РС). В отличие от ЦС, который способен выполнить любые операции, РС не принимает запросы клиента. Все, что делает рабочий сервер — решает задачи, переданные ему центральным сервером, и отсылает обратно результат. РС устанавливается, когда становится нерентабельно модернизировать ЦС для повышения производительности. В систему возможно добавить любое количество РС и эффективно распределить мощность.

Центральный и рабочий сервера всегда можно поменять местами, помня, что количество ЦС должно быть на 2 единицы больше уровня отказоустойчивости. Кроме этого, не получится переназначить серверные роли, когда в кластере происходит сбой. Например, чтобы провести на ЦС профилактические работы, администраторы одним движением полностью передают его функции рабочему. После этого в настройках 1С указываются оба сервера через «;», и ЦС отправляется на профилактику, а РС обслуживает запросы. Пользователь не замечает манипуляций, т. к. все происходит во время регламентного обслуживания. Даже если кто-либо в этот момент работал в системе, он просто увидит ошибку и рекомендации по переподключению.

Консоль кластера серверов 1С

Для эффективного управления 1С предоставляет утилиту «1С Консоль кластера». С ее помощью администраторы создают, настраивают и мониторят кластеры, а также включают и отключают сервера, ориентируясь на нагрузку и количество задач. Такой подход делает рабочие мощности отказоустойчивыми и высокопроизводительными, исключая простои и потерю информации. Консоль обладает удобным интерфейсом, где администраторы быстро настраивают параметры функционирования кластера, устанавливают приоритеты, контролируют работу каждого узла. 

В Windows администраторы управляют кластерами с помощью утилиты 1CV8 Servers.msc, являющейся подключаемой консолью управления Microsoft MMC, и успешно выполняют следующие действия:

• модифицируют кластеры;
• устанавливают уровень отказоустойчивости;
• вручную корректируют нагрузку на рабочие серверы;
• управляют списками администраторов;
• мониторят качество пользовательских соединений;
• отключают пользователей от системы.

Также с помощью этого инструмента возможно масштабировать систему за счет добавления новых машин в кластер. При необходимости серверы так же легко удаляются. Благодаря этому бизнес работает более гибко, а система не перегружается.

На кластере серверов возможно разместить централизованное хранилище данных. Это открывает пользователям круглосуточный надежный доступ к БД. Но, если ЦХД занимает слишком много дискового пространства, затрудняется передача и резервирование информации, что ведет к падению производительности ИТ-структуры.

Заключение

Кластеры серверов — это эффективный способ увеличения производительности и надежности системы. Они позволяют распределить нагрузку между несколькими серверами, обеспечивая более высокую доступность и устойчивость к сбоям, а также легко масштабировать систему в зависимости от потребностей бизнеса. Однако, создание и поддержка кластера требует определенных знаний и умений, а также дополнительных затрат на оборудование и программное обеспечение. Поэтому, принимая решение о внедрении кластера серверов, необходимо тщательно оценить все возможные риски и преимущества, чтобы сделать правильный выбор. Сотрудники «АйТи Спектр» помогут вам эффективно справиться с этой задачей, а также окажут услуги по администрированию сетей.