ДВА ПОДХОДА К КЛАСТЕРИЗАЦИИ СЕРВЕРОВ

Кластеризация серверов применяется при создании систем, к которыми предъявляются высокие требования по надежности, масштабируемости и производительности.

Кластером называется группа компьютеров, объединенных посредством информационно-телекоммуникационной сети, которая с точки зрения пользователя представляет собой единый вычислительный ресурс. Кластеры могут быть географически распределены, так как являются слабо связанными структурами.

Кластеры можно разделить на два вида:

• Отказоустойчивые кластеры.
• Вычислительные кластеры.

Отказоустойчивые кластеры используются в том случае, если нужно обеспечить высокую доступность приложений. Избыточность вычислительных узлов гарантирует работоспособность приложений при отказе части узлов кластера. Минимальное количество узлов, требующееся для поддержания отказоустойчивости – два. Отказоустойчивые кластеры могут строиться по двум принципам:

• Принцип холодного резервирования. Основной узел обрабатывает запросы, а резервный ожидает пока он выйдет из строя и включается в работу сразу после этого.
• Принцип горячего резервирования. Все узлы обрабатывают запросы. Если один из узлов выходит из строя, то нагрузка распределяется между оставшимися узлами.

Горячее резервирование обладает очевидным преимуществом – горизонтальной масштабируемостью. Можно легко наращивать производительность системы при помощи добавления одного или нескольких узлов в кластер. Вертикальное масштабирование подразумевает замену компонентов в вычислительных узлах на более производительные и, как следствие этого, имеет предел. Горизонтальное масштабирование позволяет увеличивать количество узлов в практически неограниченных масштабах. Для того, чтобы полностью раскрыть потенциал этой инфраструктуры, требуется использование специального программного обеспечения с поддержкой кластерной архитектуры.

Вычислительные кластеры рассчитаны на достижение максимальной производительности при решении вычислительных задач. Вычислительные кластеры позволяют сократить время, затрачиваемое на выполнение задачи, за счет разбиения исходной задачи на несколько параллельно выполняемых ветвей и их последующего распределения по вычислительным узлам. Можно добиться производительности, сравнимой с производительностью суперкомпьютера, если подключить достаточно большое количество узлов. Для реализации параллельных вычислений требуется специальное программное обеспечение, которое бы позволило разделять задачи на подзадачи и отправлять их в работу узлам кластера. Для вычислительного кластера важнейшими характеристиками являются производительность при решении вычислительных задач и в операциях над числами с плавающей точкой, а также низкие задержки во время передачи данных по сети.

Таким образом, высокая надежность будет обеспечиваться как при помощи резервирования аппаратного обеспечения за счет избыточности компонентов, так и на программном уровне за счет демонов и приложений, которые будут вести мониторинг кластера и предпринимать определенные меры при выходе какого-либо компонента из строя или программном сбое. Возможен программный переход от кластера, направленного на высокую доступность (HA), к кластеру, нацеленному на высокую производительность (HPC).

Список литературы:

1. Балансировка нагрузки: основные алгоритмы и методы. [Электронный ресурс]. – Электрон. данн. – cop. 2006 – 2017 – URL: https://habrahabr.ru/company/selectel/blog/250201/ (дата обращения:12.06.2019)
2. Keepalived Load balancing & High-availability [Электронный ресурс]. – Электрон. данн. – cop. 2000-2016 – URL: http://www.keepalived.org. (Дата обращения: 10.06.2019).
3. SNMP – Xgu.ru [Электронный ресурс]. – Электрон. данн. – cop. 2001 – 2017. – URL: http://xgu.ru/wiki/SNMP. (Дата обращения: 11.06.2019).