Mit Clustertechnik zu mehr Verfügbarkeit:

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1 Mit Clustertechnik zu mehr Verfügbarkeit: Überraschend kostengünstig umgesetzt mit Open Source Werner Fischer, Thomas-Krenn.AG Perspektive Open Source Systems Oktober 2006 Folie 1/20

2 Agenda 1. Das Ziel: einfacher Linux HA Cluster 2. Der Weg: mit Virtualisierung klappts 3. Die Lösung: mit Open Source umgesetzt 4. Das Ergebnis: Ziel erreicht :-) Folie 2/20

3 1) Das Ziel: einfacher Linux HA Cluster Warum HA-Cluster? IT Ausfälle verursachen hohe Kosten: Deutschland 2003 Kosten durch IT Ausfälle: 1,6 Mrd. (Quelle: Cumulus Resaerch Studie im Auftrag von PSINet Europe Eine der Abhilfen: Hochverfügbarkeits-Clustering bisher nur mit hohen Kosten (individuelle Projekte) erfordert viel Wissen und Erfahrung im HA-Bereich Anwendungen müssen an Cluster angepasst werden schlecht gewarteter Cluster hat meist geringere Verfügbarkeit als ein Einzelsystem Folie 3/20

4 1) Das Ziel: einfacher Linux HA Cluster Herausforderungen bei herkömmlichen HA Clustern Anwendungen müssen meist angepasst werden Konfigurationsdateien müssen manuell synchronisiert oder durch symbolische Links ersetzt werden Synchronhaltung von Systemdateien wie /etc/passwd schwierig zeitaufwändig und fehleranfällig -> verursacht Zusatzkosten / node1 bin/ etc/ home/ usr/ var/.../ /data Herkömmlicher HA Cluster / node2 bin/ etc/ home/ usr/ var/.../ lokale Daten gesharte Daten Folie 4/20

5 Agenda 1. Das Ziel: einfacher Linux HA Cluster 2. Der Weg: mit Virtualisierung klappts 3. Die Lösung: mit Open Source umgesetzt 4. Das Ergebnis: Ziel erreicht :-) Folie 5/20

6 2) Der Weg: mit Virtualisierung klappts Clustering von kompletten virtuellen Maschinen einfache Cluster Konfiguration nur eine Cluster Ressource keine Cluster-spezifischen Änderungen von hochverfügbaren Applikationen notwendig gesamtes Filesystem eines VPS gespiegelt Applikationen nur 1x im VPS installiert, nicht 2x (auf jedem Node einzeln) node1 node2 (Basissystem) (Basissystem) /vz/ private/101/root/ bin/ etc/ home/ var/.../ Virtualisierter HA Cluster lokale Daten gesharte Daten Folie 6/20

7 2) Der Weg: mit Virtualisierung klappts Arten der Virtualisierung: Hardware-Virtualisierung (z.b. QEMU, VMware) stellt virtuelle Hardware bereit Gast Betriebssysteme laufen ohne Änderungen Para-Virtualisierung (z.b. Xen) Gast Betriebssysteme (Kernel) benötigen tw. Änderungen keine Änderungen des Application Binary Interface (ABI) OS-Virtualisierung (z.b. OpenVZ/Virtuozzo, Linux-Vserver) nur ein Kernel läuft für Host und alle Gäste sehr Ressourcen-effizient, Gäste starten in Sekunden Folie 7/20

8 2) Der Weg: mit Virtualisierung klappts verwendete Virtualisierung OpenVZ (HOWTO zum Bau eines OpenVZ Clusters im Wiki wiki.openvz.org/category:howto) Virtuozzo (verwendet beim Thomas Krenn Cluster) weitere Komponenten DRBD (Datenreplizierung) Heartbeat (Cluster Manager) Folie 8/20

9 Agenda 1. Das Ziel: einfacher Linux HA Cluster 2. Der Weg: mit Virtualisierung klappts 3. Die Lösung: mit Open Source umgesetzt 4. Das Ergebnis: Ziel erreicht :-) Folie 9/20

10 3) Die Lösung: mit Open Source umgesetzt Folie 10/20

11 3) Die Lösung: mit Open Source umgesetzt z.b. Basisbetriebssystem CentOS 4 Community ENTerprise Operating System Sicherheitsupdates für 7 Jahre sonst alternativ z.b. Red Hat Enterprise Linux oder SUSE Linux Enterprise Server Folie 11/20

12 3) Die Lösung: mit Open Source umgesetzt Cluster Manager Heartbeat Gegenseitige Überwachung der beiden Clusterknoten (hier über 3 Pfade plus Pingnode ) Internet core switch/router switch1 switch2 eth0 eth1 ttys0 eth0 eth1 ttys0 node1 node2 Folie 12/20

13 3) Die Lösung: mit Open Source umgesetzt Datenreplizierung Distributed Replicated Block Device DRBD ist ein Linux Kernel-Modul zum Aufbau eines 2-Knoten HA-Clusters Netzwerk-RAID1 arbeitet als Block-Device somit gegenüber Anwendungen transparent Folie 13/20

14 3) Die Lösung: mit Open Source umgesetzt Datenreplizierung Dateisystem, z.b. ext3 DRBD /dev/drbd0 primary TCP/IP DRBD /dev/drbd0 secondary Disk Treiber Disk Treiber Disk Disk node1 Schreibzugriff node2 Lesezugriff Folie 14/20

15 3) Die Lösung: mit Open Source umgesetzt OS-Virtualisierung ermöglicht isolierte Virtual Private Server (VPS) Eigene Benutzer, IP-Adressen, Prozesse, Libraries,... bessere Server-Ausnutzung (mehrere VPSs) Garantierte Ressourcen (QoS) Folie 15/20

16 3) Die Lösung: mit Open Source umgesetzt Vor Inbetriebnahme: Testen, Testen, Testen,... Cluster-Tests verifizieren die richtige Funktionsweise des Clusters vor der Inbetriebnahme Beispieltests: Stromausfall aktiver Knoten, Stromausfall passiver Knoten, Netzwerkausfall eth0 aktiver Knoten,... weitere Inforation dazu im Cluster HOWTO auf wiki.openvz.org/category:howto Folie 16/20

17 Agenda 1. Das Ziel: einfacher Linux HA Cluster 2. Der Weg: mit Virtualisierung klappts 3. Die Lösung: mit Open Source umgesetzt 4. Das Ergebnis: Ziel erreicht :-) Folie 17/20

18 4) Das Ergebnis: Ziel erreicht :-) Vorteile des Konzepts: kein Anpassungen von Anwendungen notwendig -> geringerer Zeitaufwand, weniger Fehlerquellen mehrere virtuelle Server pro Cluster möglich -> Konsolidierung durch Virtualisierung Zusätzliche Vorteile des Thomas Krenn Clusters: Cluster-Updates werden getestet und ggf. angepasst -> noch geringerer Zeitaufwand webbasiertes Clustermanagement mit Statusüberwachung -> Einspielen von Updates per Mausklick, automatische Benachrichtigung bei Problemen Folie 18/20

19 4) Das Ergebnis: Ziel erreicht :-) Beispiel Einsatz des Thomas Krenn Clusters beim Webshop ersetzte Anfang August 2006 einen konventionell implementierten Linux HA Cluster Zeitaufwand für die Cluster Wartung ist um 75% gesunken webbasiertes Cluster Management ermöglicht durch Statusüberwachung eine schnellere Fehlereingrenzung Folie 19/20

20 Danke für Ihr Interesse weitere Informationen: Halle A3, Stand (SWsoft / Thomas-Krenn.AG) Halle A3, Stand 152 (Linbit GmbH) HOWTO HA cluster with DRBD and Heartbeat : wiki.openvz.org/ha_cluster_with_drbd_and_heartbeat High availability clustering of virtual machines possibilities and pitfalls: Informationen zum Thomas Krenn Cluster: my.thomas-krenn.com/service_support/index.php/page.242 Folie 20/20

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