Компьютерные технологии не стоят на месте, а все больше и больше развиваются, и они имеют огромное влияние в бизнес-процессе предприятий, поэтому необходимо, чтобы вычислительные ресурсы были доступны
По мере развития компьютерной техники и ее интеграции в бизнес - процесс предприятий проблема увеличения времени, в течение которого доступны вычислительные ресурсы, приобретает все большую актуальность. Надежность серверов становится одним из ключевых факторов успешной работы компаний с развитой сетевой инфраструктурой, например, электронных магазинов, ведущих продажи через Интернет, крупных предприятий, в которых специальные системы осуществляют поддержку производственных процессов в реальном времени, банков с разветвленной филиальной сетью или центров обслуживания телефонного оператора, использующих систему поддержки принятия решений. Всем таким предприятиям жизненно необходимы серверы, которые работают и предоставляют информацию 24 часа в день семь дней в неделю.
Стоимость поломок и простоя оборудования постоянно растет. Она складывается из стоимости потерянной информации, потерянной прибыли, стоимости технической поддержки и восстановления, неудовлетворенности клиентов и т. д. Имеются методики, позволяющие вычислить стоимость минуты простоя и затем на основе этого показателя выбрать наиболее выгодное решение с наилучшим соотношением функциональности и цены.
Существует немало средств для построения надежной системы. Дисковые массивы RAID, например, позволяют не прерывать обработку запросов к информации, хранящейся на дисках, при выходе из строя одного или нескольких элементов массива. Резервные блоки питания в ряде случаев позволят в какой-то степени застраховаться на случай отказа других компонентов. Источники бесперебойного питания поддержат работоспособность системы в случае сбоев в сети энергоснабжения. Многопроцессорные системные платы обеспечат функционирование сервера в случае отказа одного процессора. Однако ни один из этих вариантов не спасет, если из строя выйдет вся вычислительная система целиком. Вот тут на помощь приходит кластеризация. Пожалуй, первым шагом к созданию кластеров можно считать широко распространенные в пору расцвета мини¬компьютеров системы «горячего» резерва. Одна или две такие системы, входящие в сеть из нескольких серверов, не выполняют никакой полезной работы, но готовы начать функционировать, как только выйдет из строя какая-либо из основных систем. Таким образом, серверы дублируют друг друга на случай отказа или поломки одного из них. Но при объединении компьютеров желательно, чтобы они не просто дублировали друг друга, но и выполняли другую полезную работу, распределяя нагрузку между собой. Для этого во многих случаях как нельзя лучше подходят кластеры.
Тем не менее, существующие решения на рынке адаптированы только на распространённые операционные системы. Данные решения не получить скомпилировать на ОС Raspbian GNU/Linux. Это и является поставленной проблемой.
Для решения которой была поставлена цель: реализовать HA-кластера. В связи с эти определились задачи:
• Дать описание кластеров
• Дать общую характеристику кластеров
• Изучить виды кластеров
• Проанализировать наиболее популярные на современном
рынке кластерные высокой доступности
• Реализовать свой кластер
В дипломной работе было проведено исследование кластерных технологий, дана общая характеристика кластеров и из видов. Также были рассмотрены аналоги, существующие на рынки. После чего было реализовано свое кластерное решение, которое работает на всех дистрибутивах ОС Linux. Также было реализовано приложения, которые осуществляли управление кластером и приложение, которое работает в кластере и позволяет управлять исполнительным механизмом.
Основное назначение кластера состоит в обеспечении высокого — по сравнению с разрозненным набором компьютеров или серверов — уровня доступности (High Availability, HA), иначе называемого уровнем готовности, а также высокой степени масштабируемости и удобства администрирования. Повышение готовности системы обеспечивает работу критических для бизнеса приложений на протяжении максимально продолжительного промежутка времени. К критическим можно отнести все приложения, от которых напрямую зависит способность компании получать прибыль, предоставлять сервис или обеспечивать иные жизненно важные функции. Как правило, использование кластера позволяет гарантировать, что в случае, если сервер или какое-либо приложение перестает нормально функционировать, другой сервер в кластере, продолжая выполнять свои задачи, возьмет на себя роль неисправного сервера (или запустит у себя копию неисправного приложения) с целью минимизации простоя пользователей из-за неисправности в системе.
В случае сбоя кластерной системы восстановлением управляет специальное программное и аппаратное обеспечение. В частности, кластерное ПО позволяет автоматически определить единичный аппаратный или программный сбой, изолировать его и восстановить систему. Специально разработанные подпрограммы способны выбрать самый быстрый способ восстановления и за минимальное время обеспечить работоспособность служб. При помощи встроенного инструментального средства разработки и программного интерфейса можно создавать специальные программы, выявляющие, изолирующие и устраняющие сбои, которые возникают в приложениях, разработанных пользователем.
Другое достоинство кластеризации — обеспечение масштабируемости. Кластер позволяет гибко увеличивать вычислительную мощность системы, добавляя в него новые узлы и не прерывая при этом работы пользователей. Современные кластерные решения предусматривают автоматическое распределение нагрузки между узлами кластера, в результате чего одно приложение может работать на нескольких серверах и использовать их вычислительные ресурсы.
