Лекция 12: Microsoft SQL Server и Microsoft Cluster Services

Основные понятия

MSCS сокращает длительность простоев, осуществляя переходы по отказу между отдельными компьютерами, применяя при этом взаимосвязь между серверами и дисковую систему с общим доступом (рис. 12.2). В качестве взаимосвязи между серверами может применяться любое высокоскоростное соединение, например, сеть Ethernet или другое сетевое оборудование. Эта взаимосвязь функционирует как канал коммуникации между серверами, благодаря которому возможна двусторонняя передача информации о состоянии кластера и о конфигурации. Благодаря разделяемой дисковой системе возможен равноправный доступ всех серверов кластера к базе данных и к другим файлам с данными. Такая разделяемая дисковая система может быть реализована при помощи SCSI, SCSI поверх Fibre Channel, а также при помощи какого-либо нестандартного оборудования. Разделяемые диски могут быть как одиночными дисками, так и RAID-системой. (Про RAID-системы см. "Конфигурирование и планирование подсистемы ввода-вывода" .)

Рис. 12.2. Кластер Windows 2000

Внимание. Если разделяемая дисковая система не обладает отказоустойчивостью, то в случае отказа дисковой подсистемы MSCS не сможет переключиться на другой сервер, потому что новый сервер все равно должен пользоваться этой же самой отказавшей дисковой подсистемой. Обязательно защищайте свои дисковые накопители при помощи технологии RAID, потому что они являются механическими устройствами и вероятность отказов для них наиболее высока.

Как только система будет сконфигурирована как сервер кластера, она будет преобразована из обычного сервера в так называемый виртуальный сервер. Виртуальный сервер похож на обычный сервер, но для него применяется абстрагирование и отказ от настоящей физической сущности компьютера. Так как аппаратная часть компьютера, образующая виртуальный сервер, может со временем меняться, то пользователь не будет знать, на каком именно сервере выполняется его приложение в данный момент времени. Поэтому пользовательские приложения выполняются не на конкретном комплекте оборудования, а на виртуальном сервере.

Виртуальный сервер существует как элемент сети и ему сопоставлен IP-адрес, применяемый в протоколе TCP/IP. Этот IP-адрес может передаваться от одного компьютера к другому, благодаря чему пользователи продолжают "видеть" виртуальный сервер независимо от того, на каком именно оборудовании он работает. На самом деле, этот IP-адрес переходит от одного компьютера к другому, что обеспечивает одинаковое представление виртуального сервера для наружного наблюдателя. Приложение, направленное по некоторому адресу, все равно получит доступ, соответствующий этому адресу, даже если конкретный сервер, соответствующий этому адресу, и откажет (однако этот адрес теперь будет соответствовать другому серверу). Виртуальный сервер прячет от пользователя операции перехода по отказу, поэтому пользователь может продолжать свою работу, не зная о событиях, происходящих "за кулисами".

Компоненты кластера

Для создания кластера нужны некоторые компоненты: программное обеспечение для управления кластером, взаимосвязь между серверами и разделяемая дисковая система. Чтобы образовать кластер, эти компоненты должны быть сконфигурированы согласованно с приложениями, которые будут предназначены для работы на нем. В данном разделе вы познакомитесь с этими компонентами и узнаете, как они совместно работают, образуя кластер. Затем, в разделе "Конфигурирование SQL Server для работы на кластере" (далее в данной лекции) вы научитесь конфигурировать кластеры SQL Server.

Программное обеспечение MSCS для управления кластером

Программное обеспечение для управления кластером – это совокупность инструментальных средств, применяемых для технического обслуживания, конфигурирования и работы кластера. Оно содержит следующие подкомпоненты, работающие совместно и выполняющие, при необходимости, переход по отказу.

• Менеджер узлов (Node Manager). Поддерживает членство в кластере и передает "пульс" (heartbeats) членам кластера (узлам). (Этот пульс представляет собой просто периодически отсылаемые сообщения, означающие "Я жив".) Если пульс от некоторого узла прекращается, то другой узел делает вывод, что этот узел перестал функционировать, и предпринимает шаги по приему на себя его функций. Менеджер узлов является одним из наиболее критичных элементов кластера, потому что он следит за состоянием кластера и решает, какие действия должны быть предприняты.
• Менеджер базы данных конфигурации (Configuration Database Manager). Поддерживает базу данных конфигурации кластера, в которой хранятся сведения обо всех компонентах кластера, как об абстрактных логических элементах (например, виртуальных серверах), так и физических элементах (например, разделяемых дисках). Эта база данных подобна системному реестру Windows NT/Windows 2000.
• Менеджер ресурсов / Менеджер переходов по отказу (Resource Manager / Failover Manager). Запускает и останавливает службу MSCS. Информацию (например, о потере узла, о добавлении узла и т.д.) Менеджер ресурсов / Менеджер переходов по отказу получает от Монитора ресурсов и Менеджера узлов.
• Обработчик событий (Event Processor). Инициализирует кластер и осуществляет маршрутизацию информации о событиях (routes event information) среди компонент кластера. Обработчик событий также инициирует расширение кластера, давая указание Менеджеру узлов о добавлении узла.
• Менеджер коммуникаций (Communications Manager). Управляет коммуникацией между узлами кластера. Все узлы кластера, для обеспечения своей правильной работы, должны постоянно осуществлять коммуникацию друг с другом. Если этой коммуникации между узлами не будет, то информация о состоянии кластера будет потеряна и кластер не сможет функционировать.
• Менеджер глобального обновления (Global Update Manager). Передает информацию о состоянии кластера (например, информацию о добавлении узлов в кластер, об удалении узлов и т.д.) всем узлам кластера.
• Монитор ресурсов (Resource Monitor). Отслеживает состояние различных ресурсов кластера и сообщает статистические данные. Эта информация может применяться для принятия решений о необходимости выполнения на кластере переходов по отказу.
• Служба времени (Time Service). Гарантирует, что все узлы кластера сообщают одинаковое системное время. Если бы Службы времени не было, то события могли бы представляться в неверной последовательности, что приводило бы к неверным решениям. Например, если бы один узел "думал" бы, что сейчас 2 часа дня и содержал бы старую копию файла, а другой узел "думал" бы, что сейчас 10 часов утра и содержал бы более новую версию этого файла, то кластер мог бы неправильно решить, что файл на первом узле является более свежим.

Взаимосвязь между серверами

Взаимосвязь между серверами – это просто соединение между узлами кластера. Так как для узлов кластера необходима постоянная коммуникация между ними (через Службу времени, Менеджер узлов и т.д.), то поддержка этой связи очень важна. Взаимосвязь между серверами должна быть надежным каналом коммуникации.

Во многих случаях в качестве взаимосвязи между серверами может применяться сеть Ethernet, на которой исполняется протокол TCP/IP или NetBIOS. Этого вполне достаточно, но вы можете захотеть применять нестандартную, высокоскоростную взаимосвязь между серверами, которая будет гораздо быстрее, чем Ethernet. Эти взаимосвязи можно приобрести у многих поставщиков оборудования, некоторые из них предоставляют как решения для разделяемых дисков, так и решения для коммуникации. Полный список одобренных устройств для взаимосвязи между серверами вы найдете в списке совместимого оборудования на веб-сайте фирмы Microsoft по адресу http://www.microsoft.com/hcl/