Кластеризация серверов против выделенных серверов: основные различия и преимущества для вашего бизнеса

Выделенный сервер может быть развернут индивидуально для размещения (веб) приложений. Однако вы также можете использовать несколько выделенных серверов для работы в кластере как один. Такая концепция развертывания сервера называется кластеризацией серверов. В этой статье блога мы объясним, что именно подразумевает кластеризация серверов, для каких пользователей и приложений она рекомендуется и какие преимущества она может принести вашему бизнесу.

Кластеризация серверов — это архитектура ИТ-инфраструктуры, в которой несколько выделенных серверов или виртуальных машин в кластере работают вместе как одна система под одним IP-адресом. В этой статье блога мы ограничимся принципом кластеризации серверов с выделенными серверами, т.е. аппаратной кластеризацией. Каждый сервер в таком кластере — это полноценный физический сервер, оснащенный собственным ЦП, памятью и хранилищем. Серверы в кластере также называются узлами.

В кластере серверов с выделенными серверами управление обычно осуществляется через централизованную программную платформу. Как администратор такого кластера серверов, это позволяет вам контролировать, управлять и координировать все серверы или узлы в кластере. Примерами программных платформ для кластеризации серверов являются: Windows Server Failover Clustering, Kubernetes, VMware vSphere, Proxmox VE, Veritas Cluster Server, Red Hat Cluster Suite и Apache Mesos. Это обеспечивает централизованное управление всеми узлами в кластере. С такой программной платформы вы можете настраивать узлы, контролировать состояние кластера серверов и координировать задачи между узлами. При этом программное обеспечение обеспечивает эффективное распределение рабочих нагрузок, правильное распределение ресурсов, а также реализацию процедур отказоустойчивости.

В кластере серверов один из узлов может быть назначен в качестве узла управления или контроля, ответственного за мониторинг всего кластера серверов. В более продвинутых конфигурациях кластера эти обязанности по управлению могут быть потенциально разделены между несколькими узлами, чтобы избежать единой точки отказа. Это может дополнительно повысить надежность и устойчивость кластера серверов. Таким образом, организованный подход к управлению такой программной платформой может обеспечить эффективное взаимодействие ресурсов сервера в кластере серверов.

Причины выбора архитектуры кластеризации серверов, включающей несколько узлов (выделенных серверов), могут быть разными. Основные причины: увеличение доступности/времени безотказной работы (веб) приложений; распределение рабочих нагрузок по принципу балансировки нагрузки; и реализация высокопроизводительной серверной среды. Мы обсудим это более подробно ниже.

Время бесперебойной работы выделенного сервера и соглашения об уровне обслуживания (SLA)
Обычно доступность или время безотказной работы одного выделенного сервера зависит от нескольких факторов. Например, качество оборудования может влиять на время безотказной работы, при этом высококачественные компоненты сервера обеспечивают лучшую непрерывность. Своевременное техническое обслуживание сервера также играет свою роль. Как и надежная инфраструктура центра обработки данных и охлаждение сервера, а также резервный источник питания для установленного сервера. Кроме того, надежное соединение с резервной сетевой инфраструктурой также будет способствовать времени безотказной работы выделенного сервера, а также надежной безопасности, включая брандмауэры и защиту от DDoS-атак.

Поставщик IaaS, такой как Worldstream, способен гарантировать своим клиентам 99,99% (!) времени безотказной работы по умолчанию. Это довольно высокий показатель времени безотказной работы. Может ли время безотказной работы сервера быть еще выше? Учитывая различные компоненты и факторы, которые влияют на время безотказной работы выделенного сервера, как описано выше, развертывание выделенного сервера в любом месте практически никогда не дает вам пяти девяток или 100% гарантии безотказной работы. Если только вы не настроите высокоустойчивый кластер серверов для своих (веб) приложений.

Соответствующее соглашение об уровне обслуживания (SLA) может гарантировать, что вы как пользователь выделенного сервера получите надежные гарантии, когда дело дойдет до времени безотказной работы базовой серверной инфраструктуры для ваших (веб) приложений и баз данных, как в случае с Worldstream. Однако можно представить себе сценарии, в которых даже минимальное время простоя (веб) приложения крайне нежелательно. В этих случаях, как пользователь выделенного сервера, вы можете принять во внимание кластеризацию серверов, чтобы исключить отдельные точки отказа. При кластеризации рабочие нагрузки ИТ распределяются, в то время как другие серверы могут взять на себя вычислительные задачи, если сервер в кластере выйдет из строя.

Высокая доступность против балансировки нагрузки
Достижение наивысших уровней доступности для выделенных серверов и (веб) приложений, работающих на них, является, таким образом, важным аргументом для применения кластеризации серверов. Вторая причина установки архитектуры кластеризации серверов — это балансировка нагрузки. Благодаря принципу балансировки нагрузки рабочие нагрузки распределяются между несколькими серверами, при этом узкие места трафика на одном сервере избегаются. Таким образом, концепция кластеризации серверов дает возможность достичь гораздо более высоких скоростей обработки рабочих нагрузок, работающих на этих серверах.

Разница между кластеризацией серверов и другими методами балансировки нагрузки заключается в том, что при кластеризации серверов несколько серверов объединяются с помощью программного обеспечения кластеризации для работы в качестве единого объекта под одним IP-адресом, тогда как при балансировке нагрузки с помощью (программного или аппаратного) балансировщика нагрузки различные серверы действуют как автономные объекты, а балансировщик нагрузки передает информацию о подключении от источника/клиента, инициирующего подключение, к доступному серверу назначения. Таким образом, балансировщики нагрузки действуют как независимая функция между пользователями приложений и пулом серверов.

Кластеризация серверов и балансировка нагрузки с помощью программных или аппаратных функций имеют свои собственные преимущества. Обычно кластеризация серверов способна обеспечить высочайшую доступность и отказоустойчивость для (веб)приложений. Она также обычно позволяет повысить производительность за счет параллельного распределения ресурсов. Чистый балансировщик нагрузки, с другой стороны, может предложить эффективность, масштабируемость и гибкость. Запросы ресурсов могут быть равномерно распределены по разным серверам с помощью этого метода, в то время как распределение нагрузки гибко регулируется по мере изменения моделей трафика.

Когда дело доходит до функциональности балансировки нагрузки и сравнения с использованием чистых балансировщиков нагрузки, кластеризация серверов, как правило, является несколько более дорогим вариантом. Она также может быть немного сложнее; поскольку используемые серверы должны быть совместимы; поскольку кластер должен поддерживать согласованность и целостность программного обеспечения; и поскольку аппаратные ресурсы используются совместно как единое целое. С другой стороны, по сравнению с кластеризацией серверов использование чистого балансировщика нагрузки может обеспечить более низкую доступность и отказоустойчивость, поскольку балансировщик нагрузки может испытывать сбои. Таким образом, является ли кластеризация серверов вариантом для целей балансировки нагрузки, является вопросом приложения и конкретных требований к методу балансировки нагрузки.

Кластеры серверов для высокой производительности
Высокопроизводительные вычисления (HPC) или супервычисления, также включающие мощные возможности хранения, могут быть третьей мотивацией для использования кластеризации серверов. Рабочие нагрузки HPC могут прекрасно работать на одном сервере с правильными высокопроизводительными характеристиками. Однако, используя несколько выделенных серверов в кластере и работая вместе параллельно в рамках объединенного объекта, становится возможным максимизировать потенциал приложений высокопроизводительных вычислений.

В таких кластерах серверов различные серверы могут работать вместе для выполнения сложных вычислений для различных приложений HPC, включая научные и исследовательские приложения, потоковое вещание в реальном времени, здравоохранение, финансы и сценарии промышленного Интернета вещей (IoT), где скорость и точность имеют решающее значение. Каждый сервер в таком высокопроизводительном вычислительном кластере вносит вклад в общее целое с точки зрения вычислительной мощности, памяти и емкости хранилища. Благодаря тому, что серверы работают вместе как единое целое, кластер серверов HPC способен выполнять более сложные задачи, чем отдельный сервер.

Серверы хранения в кластере серверов, ориентированном на HPC, могут обеспечить эффективный доступ, хранение и управление большими объемами данных. Кластеризованные серверы хранения могут обрабатывать и хранить операции ввода-вывода (I/O), необходимые для вычислительных задач, выполняемых на других серверах в кластере, повышая производительность и надежность. Кластеризованные серверы хранения также могут использоваться для внедрения механизмов защиты данных, чтобы гарантировать наивысшую целостность и доступность данных в рабочей нагрузке HPC. Тип серверов, которые следует рассматривать для этих рабочих нагрузок HPC, обычно имеет высокую емкость и быстрые возможности ввода-вывода, например, серверы, оснащенные дисками NVMe или SSD и, возможно, настроенные с RAID для целей избыточности.

Кластеризация серверов в Worldstream
Worldstream была основана в 2006 году друзьями детства, которые разделяли страсть к играм. Worldstream превратилась в международного поставщика ИТ-инфраструктуры (IaaS). Наша миссия — создавать наилучший цифровой опыт вместе с вами и нашими партнерами. Если у вас есть вопросы о возможностях кластеризации серверов в Worldstream, посетите эту страницу для получения дополнительных сведений или свяжитесь с инженерным персоналом Worldstream, чтобы получить индивидуальные рекомендации по кластеризации серверов. Благодаря нашей глобальной магистрали и Worldstream Elastic Network вы также можете легко развернуть виртуализированный серверный кластер, используя гипервизор по вашему выбору.

Как поставщик решений IaaS с глобальной опорной сетью, Worldstream предлагает широкие возможности для поставщиков ИТ-услуг и MSP для профессионального формирования портфеля как для будущих, так и для корпоративных ИТ-архитектур. Эти решения являются строительными блоками для новых поставщиков услуг. Например, Worldstream предлагает безопасные облачные рампы от центра обработки данных до известных американских поставщиков публичных облачных услуг (например, Microsoft Azure, AWS и Google Cloud). Этот ряд инфраструктурных решений идеально подходит для интеграции управляемых услуг, где размещение играет важную роль. Наряду с выделенными серверами и кластеризацией серверов эти решения включают:  частное облако, файловое хранилище, блочное хранилище, объектное хранилище  и  размещение.  Кроме того, наша фирменная  публичная облачная платформа WS Cloud, работающая на основе технологии с открытым исходным кодом Virtuozzo, обеспечивает экономически эффективную европейскую облачную альтернативу.