Что такое кластер?

Кластер – это совокупность компьютеров, сгруппированных в единую локальную сеть. Для объединения машин используются высокоскоростные каналы связи.

Использование кластеров более экономично и эффективно, чем работа на одном компьютере с высокой мощностью. Нагрузка между компьютерами распределяется равномерно, поэтому значительно увеличивается надежность и производительность всей системы.

В большинстве случаев кластер состоит из следующих компонентов:

  • узел доступа;
  • вычислительные узлы;
  • файловый сервер;
  • файловая или объектная СХД с общим доступом;
  • локальная сеть LAN.

Как правило, узлы кластера используют одинаковое оборудование и операционные системы, однако бывают исключения – например, платформа приложений для организации кластеров OSCAR (Open Source Cluster Application Resources).

Функции кластера серверов

Также выделяют такое понятие, как кластер серверов. Это комплекс серверов, группировка которых образует единый ресурс.

Среди основных задач кластера серверов можно выделить следующие:

  • Управление несколькими аппаратными средствами при помощи одного программного модуля.
  • Синхронизация данных между единицами кластера (серверами).
  • Обеспечение использования общей базы данных кластера.
  • Эффективное распределение клиентских запросов между серверами.
  • Возможность добавлять и улучшать программные и аппаратные ресурсы, не применяя серьезных преобразований архитектуры системы и не останавливая ее.
  • Обеспечение бесперебойной работы системы даже при отказе одной или нескольких единиц кластера.

Виды кластеров

Отказоустойчивый кластер / High-Availability cluster (HA) – кластер высокой доступности, способный обеспечить бесперебойную работу за счет того, что при отказе одного сервера его задачи берут на себя другие единицы кластера. Для построения такой структуры требуется как минимум два физических сервера с системами хранения данных. Преимуществами отказоустойчивых систем является надежность и сведение потерь из-за простоев в работе к минимуму.

Кластеры высокой доступности используются в компаниях, где необходима поддержка важных баз данных и бесперебойная работа бизнес-сервисов: терминальные и почтовые сервера, сервера баз данных, финансовые организации, электронные торговые площадки, круглосуточные промышленные организации.

Кластер с балансировкой нагрузки / Load balancing cluster – совокупность машин, нагрузка между которыми распределяется равномерно. Такая структура используется в современных веб-сайтах, способных обслуживать огромное количество запросов пользователей. Благодаря балансировщику ни один из серверов не перегружается, а вычислительная емкость доступных машин используется наиболее эффективно.

Вычислительный кластер / High-Performance Computing cluster (HPC) – высокопроизводительный кластер, способный выполнять сложные расчеты с высокой скоростью. Структура состоит из нескольких серверов, которые объединены высокоскоростными каналами связи и специализированным программным обеспечением.

Для обеспечения высокой скорости вычислений все единицы кластера должны функционировать синхронно и не задерживать работу друг друга. Замедление одного из узлов снизит производительность всей системы.

К таким кластерам относится суперкомпьютер с тысячами вычислительных узлов, которые совместно работают над задачами. Высокопроизводительные технологии используются в аналитике, прогнозировании событий (например, природных явлений, состояния финансового рынка), сборе и обработке данных для Big Data, аддитивном производстве, нейронных сетях и системах искусственного интеллекта.

Модели использования кластеров серверов

Существует две модели использования кластеров.

Централизованное хранилище информации. При организации такой модели единое хранилище информации обеспечивает надежный доступ к базе данных. Однако если в модели используется большое количество серверов, возможны перебои с передачей данных, а также потеря производительности инфраструктуры в целом.

Независимость серверов внутри кластера. В данной модели единицы кластера работают независимо друг от друга. Если возникает внештатная ситуация, одна из единиц кластера берет на себя задачи другой единицы. Однако при таком перераспределении задач использование общей базы данных весьма ограничено.

Уже сейчас можно говорить о том, что применение кластеров в IT-организации компаний – это новая эпоха в развитии автоматизации информационных процессов.

Что предлагает ИКС?

Межсетевой экран ИКС предлагает собственный сервис «Кластер», который работает в режиме Active-Standby.

Кластер ИКС состоит из двух узлов (шлюзов ИКС):

  • основной узел (master);
  • резервный узел (slave).

Активным является тот узел, который обрабатывает трафик в данный момент. При этом резервный узел мониторит состояние системы и берет текущие задачи по обработке трафика на себя, если связь с активным узлом утеряна.

Гибкая система настроек кластера позволяет указать такие параметры, как IP-адрес/префикс узла в сети обмена и доступа к веб-интерфейсу, IP-адрес резервного узла в сети обмена, SSH-ключ резервного узла, а также выбрать интерфейсы обмена и управления.

Подробнее о работе кластера в ИКС можно прочесть в статье.

Тестируйте ИКС бесплатно 35 дней

Возврат к списку