A server cluster is a group of servers that collaborate on a single system to provide users with increased availability. These clusters are used to minimise downtime and outages by allowing another server to take over in the event of an outage, a feature called redundancy. In this article, we will explain all about server clustering, which increases reliability and scalability of server systems..
What Is A Server Cluster?
A server cluster is a group of servers working together with a common IP address (the IP address is common through server and firewall configurations). Clustered servers are commonly used for servers that include various services such as file servers, print servers, and more commonly for required high-availablity services such as databases, and other critical services. A server cluster maintains the consistency of server services over time. It also ensures higher availability, proper load balancing, and system scalability.
In a server cluster, each of the participating server is called a węzeł. Each server which has its own resources such as hard drive, RAM, and CPU to use. The reason for implementing such a configuration is so that if one server within the cluster fails, then the load is transferred to another server, without any downtime. Clusters thereofire are used to reduce downtime and outages.
Jak działa klastrowanie serwerów?
Zbiór serwerów jest połączony z jednym systemem. Gdy jeden z tych serwerów ulegnie awarii, obciążenie zostanie przeniesione do: inny serwer aby klient nie doświadczył żadnych przestojów.
Serwery w klastrze są zwykle używane w aplikacjach, które wymagają częstych aktualizacji danych, przy czym najpopularniejsze klastry to serwery plików, drukowania, bazy danych i przesyłania wiadomości.
Ogólnie rzecz biorąc, serwery klastrowe zapewniają klientom wyższy poziom dostępności, niezawodności i skalowalności niż jakikolwiek pojedynczy serwer.
W klastrowym środowisku serwerowym każdy serwer jest odpowiedzialny za własność i zarządzanie własnymi urządzeniami, a także za posiadanie kopii system operacyjny (wraz z wszelkimi aplikacjami lub usługami), który jest używany do uruchamiania innych serwerów w klastrze.
The servers in the cluster are configured to collaborate in order to increase data security and maintain the consistency of the cluster configuration over time.
Ochrona przed niedoborem klastra i awarią
Głównym powodem korzystania z klastrów serwerów jest unikanie przestojów i przestojów. Jak wspomniano wcześniej, serwery w klastrach zapewniają zwiększoną ochronę przed zaciemnieniem całej sieci podczas przerwy w dostawie prądu.
Clustered servers provide protection against three types of outages: Application or service failures, hardware or system failures, site failures.
Omówimy te typy awarii bardziej szczegółowo w kolejnych sekcjach, ale w skrócie, klastrowanie serwerów pomaga chronić przed awariami oprogramowania, awariami sprzętu i zewnętrznymi zdarzeniami działającymi w fizycznej lokacji serwera.
1. Awaria aplikacji lub usługi
Zdarzenia awarii aplikacji lub usług obejmują wszelkie przestoje, które występują w wyniku błędów krytycznych dotyczących oprogramowania lub usług, które mają krytyczne znaczenie dla działania serwera lub centrum danych.
Te awarie mogą być spowodowane różnymi czynnikami, z których większość jest nieunikniona. Chociaż większość serwerów posiada środki redundancji zapobiegające tego typu awariom, awarie aplikacji lub usług są trudne do przewidzenia i zaplanowania.
Ponieważ dane monitorowania serwera są złożone, administratorom serwerów może być trudno zidentyfikować i rozwiązać potencjalne problemy, zanim spowodują awarię.
Podczas gdy czujny, kompetentny i proaktywny administrator serwera może zidentyfikować i rozwiązać te problemy, zanim staną się problemem, żaden administrator serwera nie jest w stanie zapewnić kompleksowej ochrony przed tego typu awariami.
2. Awaria systemu lub sprzętu
Ten typ awarii występuje w wyniku fizycznych awarii sprzętu, na którym działa serwer.
Te awarie mogą być spowodowane przez wiele różnych czynników i mają na nie wpływ praktycznie każdy rodzaj komponentu krytycznego dla działania serwera lub centrum danych.
Podczas gdy niezawodność i funkcjonalność komponentów serwera stale się poprawiają, żaden komponent nie jest odporny na awarie.
Przegrzanie, słaba optymalizacja lub po prostu zbliżanie się do końca okresu eksploatacji komponentu może spowodować tę awarię.
Ze względu na ich znaczenie dla utrzymania działania serwera, procesory, pamięć fizyczna i dyski twarde są jednymi z najbardziej podatnych na awarię.
3. Problemy z witryną
W większości przypadków awarie lokacji są spowodowane zdarzeniami, które występują poza środowiskiem centrum danych.
Chociaż teoretycznie istnieje wiele zdarzeń, które mogą spowodować awarię lokalizacji, zdarzeniami, które najczęściej są przyczyną awarii lokalizacji, są klęski żywiołowe, które powodują rozległe przerwy w dostawie prądu, a także takie, które mogą uszkodzić sprzęt w centrum danych.
Chociaż niektórych klęsk żywiołowych nie da się uniknąć jedynie poprzez staranny wybór lokalizacji, te spowodowane awariami zasilania i związanymi z nimi komplikacjami można złagodzić, stosując środki nadmiarowości, takie jak klastry serwerów.
Te środki redundancji mają kluczowe znaczenie dla centrów danych zlokalizowanych na obszarach narażonych na klęski żywiołowe.
Chociaż można zidentyfikować i rozwiązać problemy, które mogą potencjalnie prowadzić do tych trzech różnych typów awarii, środki nadmiarowości, takie jak klastrowanie serwerów, są jedynym sposobem na zapewnienie niemal pełnej niezawodności.
Klastrowanie serwerów to doskonały sposób na zapewnienie niezawodnej wydajności w centrach danych, które wymagają jej w każdej minucie każdego dnia w roku.
Serwery klastrowe dzielą się na trzy typy
Klastry serwerów dzielą się na trzy typy w zależności od tego, jak system klastrowy (nazywany węzłem) jest połączony z urządzeniem odpowiedzialnym za przechowywanie danych konfiguracyjnych.
Klaster z pojedynczym (lub standardowym) kworum, klaster z większościowym zestawem węzłów i klaster z jednym węzłem to trzy typy, które zostały omówione bardziej szczegółowo poniżej.
1. Klaster kworum z pojedynczym (lub standardowym) kworum
Ten klaster jest najczęściej używany i składa się z wielu węzłów z co najmniej jedną macierzą dyskową klastra, która korzysta z jednego urządzenia połączeniowego (zwanego magistralą).
Każda pojedyncza macierz dyskowa klastra w klastrze jest zarządzana i jest własnością jednego serwera. System używany do określania, czy każdy klaster jest online i bezkompromisowy, jest określany jako kworum tytularne.
W praktyce klastry z jednym kworum są dość proste. Każdy węzeł ma „głos”, którego używa, aby powiadomić magistralę centralną, że jest online i działa.
Klaster będzie działał, dopóki ponad połowa węzłów w jednym klastrze kworum będzie w trybie online. Jeśli więcej niż połowa węzłów w klastrze nie odpowiada, klaster przestanie działać do czasu rozwiązania problemów z poszczególnymi węzłami.
2. Majority Node Set Cluster
Ten model, podobnie jak poprzedni, różni się tym, że każdy węzeł ma własną kopię danych konfiguracyjnych klastra, która jest spójna we wszystkich węzłach.
Ten model najlepiej nadaje się do klastrów z pojedynczymi serwerami w różnych lokalizacjach geograficznych.
Chociaż klastry z większością zestawów węzłów działają podobnie do klastrów z pojedynczym kworum, te pierwsze różnią się tym, że do działania nie wymagają współużytkowanej magistrali pamięci masowej, ponieważ każdy węzeł przechowuje lokalnie duplikat danych kworum.
Chociaż nie eliminuje to całkowicie użyteczności wspólnej magistrali, zapewnia większą elastyczność podczas konfigurowania zdalnych serwerów.
3. Single Node Cluster
Ten model, który jest najczęściej używany do testowania, ma jeden węzeł. Klastry jednowęzłowe są często używane jako narzędzie do tworzenia i badania aplikacji klastrowych, ale ich użyteczność jest poważnie ograniczona ze względu na brak przełączania awaryjnego.
Ponieważ składają się one tylko z jednego węzła, awaria pojedynczego węzła uniemożliwia działanie wszystkich grup klastrów.
Przedstawiciel obsługi klienta w lokalnym centrum danych lub dostawcy usług hostingowych może wyjaśnić różnice między tymi trzema modelami i pomóc Ci zdecydować, który jest najlepszy dla Twojej firmy.
Unless masz nietypowe wymagania (lub znajdujesz się w wielu, rozproszonych geograficznie lokalizacjach), klaster Standard Quorum jest najlepszym rozwiązaniem.
There are other names that are given to server clustering types, which we will discuss here.
4. High-Performance Server Clusters for High Availablity
Clusters with high availability (HA) are the best option for websites with a lot of traffic. For online stores or applications that require optimal, continuous performance from their critical systems, HA clusters could be used.
Because high availability clusters are based on redundant hardware and software, they help you avoid single points of failure. They are essential for failover, system backups, and load balancing. These devices are made up of several hosts that are able to take over in the event that a specific server fails or overloads, ensuring that there will be as little downtime as possible.
High Availability Server Architecture
There are two types of architecture for HA clusters: active-active and active-passive.
All nodes in an active-active cluster balance loads concurrently. An active-passive architecture, on the other hand, assigns all workloads to a primary node. A backup node is kept ready for any outages in the meantime.
Because it has the primary node's database on it, the secondary server is also referred to as a hot spare or hot standby. This is a less expensive implementation than active-active since the hot standby is prepared to take over in the event that a component fails.
High availability clusters facilitate easy scalability and increase your reliability. Not to mention, they provide strong infrastructure security and more effective maintenance. You can cut expenses, reduce downtime, and improve user experience with these clusters.
5. Load Balancing Clusters
Server farms called load balancing clusters divide up user requests among several active nodes. The three primary advantages are better workload distribution, redundancy assurance, and faster operations.
You can divide workloads among servers and separate functions with load balancing. This arrangement aids in optimizing resource usage. It employs load balancing software to assign requests, according to an algorithm, to various servers. Outgoing responses are also managed by the software.
Load balancers are used in a high availability cluster's active-active configuration. The load balancer is used by the HA cluster to respond to various requests and send them to separate servers. There are two possible distributions: symmetric and asymmetric, depending on the configuration data and computer performance.
The load balancer keeps track of the availability of nodes in an active-passive high availability cluster. A node that shuts down waits to send any more traffic until it is back up and running.
Additionally, you can use multiple links simultaneously thanks to load balancing architecture. When it comes to infrastructure that needs redundant communication, this feature is extremely helpful. Data centers and telecommunications companies, for instance, frequently use this architecture. Better scalability, cost reduction, and high-bandwidth data transfer optimization are the main advantages.
6. Clustered and High-Performance Storage
Supercomputers, another name for high-performance clusters, are machines with greater capacity, dependability, and performance. They are most commonly used by businesses with resource-intensive workloads.
Many PCs linked to the same network make up a high-performance server cluster. To process data faster, you can link several of these clusters to the network's data storage hubs. Put differently, seamless performance and fast data transfers are provided along with high-performance data storage clusters.
Artificial intelligence (AI) and the Internet of Things (IoT) are two major applications for these clusters. To power complex projects like live streaming, storm prediction, and patient diagnosis, they process massive amounts of real-time data. These characteristics of high-performance cluster applications are also advantageous for media, research and financial services,
7. Storage with clustering capabilities
Clustered storage typically involves a minimum of two storage servers. They enable you to enhance the performance, input/output (I/O) capabilities, and reliability of your system. Depending on the specific needs of your business and the amount of data you need to store, you have the option to choose between a tightly or loosely coupled architecture.
An architecture that is tightly coupled focuses on primary storage. It organizes data into smaller blocks distributed among nodes.
On the other hand, a self-contained, loosely coupled architecture provides greater flexibility. However, it does not have the capability to store data across nodes. In a loosely coupled architecture, the performance and capacity of the data storage node become the determining factors. Scaling with new nodes is not possible in a loosely coupled architecture.
How can server clusters enhance scalability?
Server clusters enable horizontal scalability within the system. IT teams have the flexibility to effortlessly incorporate additional nodes to handle the desired volume of traffic or data transmissions.
In addition, the presence of additional servers enhances scalability. Just one server is sufficient to handle all business processes. Having additional servers in the configuration provides greater flexibility and scalability in terms of resources, leading to enhanced fault tolerance and performance.
How can server clusters achieve load balancing?
Server clusters ensure efficient workload distribution by automatically transferring excess tasks to other nodes in the system. This can be achieved through either an active-active or active-passive configuration.
When the incoming traffic or data processing queries surpass the capacity of one server, they can be transferred to another cluster server that is available. Usually, this transition can occur in two different ways — through manual or automatic means.
Using manual clusters can be problematic as it requires configuring a node to the same data IP address, resulting in downtime. Even a brief period of downtime can have significant financial or operational consequences. However, with automatic clusters, you have the ability to pre-configure software settings. This cluster setup performs the server switch automatically.
How can server clusters ensure high availability?
It is ideal to use multiple web and app nodes to ensure hardware redundancy. This type of architecture is commonly referred to as a high availability cluster. Ensuring uninterrupted operation in the event of a component failure is crucial. This is particularly evident when the operating system experiences a failure, lacking redundancy in a single server. With no site failures, your users will remain unaware of any server crashes.
HA clusters use an active-active server configuration to seamlessly swap resources without any service interruption. While this configuration is more efficient, it usually comes at a higher cost compared to an active-passive (or hot standby) configuration, as all nodes in the system need to remain active.
Dlaczego warto klastrować serwery?
Redundancja to klucz do bezpiecznej infrastruktury IT. Utworzenie klastra serwerów w jednej sieci zapewnia maksymalną nadmiarowość i gwarantuje, że pojedynczy błąd nie spowoduje wyłączenia całej sieci, uniemożliwiając dostęp do usług i obniżając koszty Twojej firmy.
Proszę zostaw użyteczny skomentuj swoje przemyślenia, a następnie udostępnij to na swoich grupach na Facebooku, które uznają to za przydatne i wspólnie zbierzmy korzyści. Dziękuję za udostępnienie i bycie miłym!
Ujawnienie: Ta strona może zawierać linki do zewnętrznych witryn produktów, które kochamy i gorąco polecamy. Jeśli kupisz sugerowane przez nas produkty, możemy otrzymać opłatę za polecenie. Takie opłaty nie wpływają na nasze rekomendacje i nie przyjmujemy płatności za pozytywne recenzje.
i wiele więcej ...