Построение компьютерной сети Создание корпоративной Webсети

Репликация данных

Если же простой системы абсолютно недопустим, можно применить один из двух методов. Первый заключается в кластеризации серверов (clustering) (см. следующий раздел), а второй — в репликации данных. Репликацией называют копирование данных и их структуры с одного сервера на другой. Это весьма популярный метод, используемый для обеспечения целостности и распределения данных (data load) между несколькими сер верами. Сначала данные записывают на один из серверов (называемый в сетях Windows NT сервером экспорта (export server)), а затем копируют на другой сервер {сервер импорта (import server)). Для выравнивание нагрузки между серверами обслуживания клиентов (client load) вы можете установить связи между ними с режимом ручного разделения или же использовать ре жим автоматического разделения.

Как правило, реплицируют данные двух типов: те, которые ни в коем случае не должны быть утрачены и те, для которых полезно выравнивание нагрузки. Изза ограниченной полосы пропускания сети, репликацию редко используют для защиты обычных данных. Это обусловлено тем, что копирование каждого изменения данных на крупный файловый сервер может занять всю полосу пропускания, необходимую для решения остальных задач. Для защиты файлов данных можно использовать RAIDмассивы. Тем не менее, репликация — весьма эффективный метод защиты баз данных или иной жизненно важной информации, например информации об установленных соответствиях (mappings) сервера WINS или каталога со сценариями входа. Таким образом, вместо обслуживания всех запросов клиентов с центрального сервера репликация позволяет распределить эту работу по нескольким серверам и одновременно гарантировать существо вание избыточного числа копий базы данных.

Кластеризация серверов

Кластеризация в некотором смысле напоминает RAIDсистему, однако она более совершенна. Для обеспечения отказоустойчивости и повышения производительности в методе кластеризации вместо создания массивов RAID применяется создание массивов серверов.

Кластеризация реализуется разными методами, которые отличаются как функциональными средствами, так и технологиями связывания и взаимодействия серверов. В функциональном отношении кластеры подразделяются на три основных типа.

• Активный/активный.

• Активный/резервный (standby).

• Отказоустойчивый.

В принципе, ту или иную поддержку отказоустойчивости обеспечивают кластеры любого типа, однако ее уровень и скорость, с которой функции отказавшего сервера передаются другому, зависят от типа кластера.

В кластере типа активный/активный все серверы непрерывно функ ционируют и обслуживают пользователей. При отказе любого сервера остальные серверы (или сервер) продолжают управлять своей рабочей нагрузкой и, кроме того, принимают на себя рабочую нагрузку отказавшего. На передачу нагрузки отказавшего сервера остальным серверам кластера уходит 15—90 с. В кластере типа активный/резервный один из серверов обслуживает запросы пользователей либо выполняет иные задачи, а второй ждет отказа этого сервера. Это отнюдь не уменьшает время восстановления после сбоя (failover time): при отказе первого сервера для передачи его рабочей нагрузки второму попрежнему необходимо 15—90 с. (При передаче рабочей нагрузки резервному серверу все соединения и сеансы, исполняемые им, завершаются.)

Отказоустойчивые кластеры проектируют так, чтобы их годичный простой не превышал 6 мин. Эти кластеры отличаются от кластеров типа активный/ активный и активный/резервный. В отказоустойчивом кластере все серверы идентичны и работают в связках, выполняя абсолютно одинаковые операции. Таким образом, при отказе одного сервера, его нагрузка фактически мгновенно подхватывается остальными серверами. Отказоустойчивые кластеры исполь зуют ресурсы менее эффективно, чем кластеры типа активный/активный или активный/резервный, однако при отказе одного из серверов отказо устойчивые кластеры обеспечивают практически бесперебойную работу. Кластеры других типов, напротив, могут прекратить работу на время до полутора минут, а чтобы исказить операцию записи достаточно даже 15 с. Сравнительные характеристики этих трех типов кластеров приведены в табл. 4.

Тип кластера позволяет определить, создан ли кластер для обеспечения отказоустойчивости или повышения производительности, а также метод распределения рабочей нагрузки между серверами, входящими в кластер. Кластерные продукты различаются применяемой технологией совместного использования данных, методом соединения серверов кластера, а также степенью гибкости поддержки различных аппаратных средств. Кроме того, продукты различаются количеством серверов, из которых образован единый кластер. Так, некоторые продукты поддерживают кластер, содержащий не более двух серверов — первичный и вторичный. Более дорогостоящие продукты поддерживают большее число кластеров.

 Таблица 4.

 Сравнение типов кластеров

Активный/

Активный/

Отказоустойчивый

активный

резервный

Функции пер

Различаются

Различаются

Идентичны (с целью

вичного/вто

обеспечения пол

ричного сервера

ной избыточности)

Влияние на вто

Принимает на

Сбрасывает собст

Не влияет, посколь

ричный сервер

себя рабочую

венную рабочую

ку оба сервера пе

при отказе пер

нагрузку пер

нагрузку и прини

ред отказом испол

вичного

вичного сер

мает нагрузку пер

няют одну и ту же

вера

вичного сервера

работу

Требуется ли

Нет

Нет

Да

идентичность

дисковых сис

тем?

Время восста

1590 с

1590 с

<1 с

новления рабо

тоспособности

Для организации совместного использования данных в кластерах при меняют репликацию, коммутацию (switching) или зеркальное отображение (mirroring). При репликации данные, записанные на жесткий диск первичного сервера, реплицируются через сетевое соединение между серверами на диск вторичного сервера. При коммутации каждый компонент кластера содержит собственный диск, однако все диски соединены одной шиной SCSI, с тем чтобы при отказе диска первичного сервера, его нагрузку принял на себя диск вторичного. Принцип зеркального отображения описан ранее, в разделе "Использование массивов RAID". В этом случае данные одновре менно записываются на диски как первичного, так и вторичного серверов.

Кроме того, в каждом продукте предусмотрено различное физическое соединение компонентов кластера. Иногда серверы кластера соединяют между собой обычным сетевым соединением, скажем, Ethernet; иногда — через соответствующие разъемы. Возможны и другие решения, скажем, фабрика коммутируемых соединений (switched fabric connection) — если они поддерживаются конкретным программным продуктом.

Точно так же и аппаратные средства разных типов отличаются степенью гибкости. Некоторые программы обслуживания кластеров могут работать только с вполне определенными типами оборудования. Это очень неудачное решение. Лучше использовать продукты, поддерживающие любые два сервера, а еще лучше — те, которые поддерживают серверы, работающие на разных платформах (например, один сервер на базе х.86, второй — Alpha). Отметим, что гибкость подобного рода не относится к отказоустойчивым кластерам: все серверы, входящие в них, должны быть идентичны.

Сбалансированность пары Система с повышенной пропускной способностью должна быть менее чувствительной к внешним помехам. Чтобы обеспечить правильную передачу, степень симметричности пар должна быть очень высокой. Параметры, которые служат мерой симметричности пар, называются потерями на продольное преобразование (LCL) и потерями на продольно-поперечное преобразование (LCTL) и также измеряются в децибелах. Чем больше их значение, тем лучше сбалансирован кабель. Например, если LCL = 40 дБ, внешнее паразитное напряжение 10 В создает в паре дифференциальное напряжение шума, равное 0,1 В. Им уже нельзя пренебрегать, хотя кабель, сбалансированный на 40 дБ, считается хорошим.
Прокси-серверы Кабельные модемы