虚拟数据中心中的高可用集群简介

日期: 2010-03-21 作者:Stephen J. Bigelow翻译:王越 来源:TechTarget中国 英文

服务器虚拟化技术在数据中心内代替传统的高可用集群的方式如何?但是在实际工作中,典型的服务器集群架构和虚拟化的服务器工作性能相差不大,只有一些细微的差异。   高可用性集群给虚拟化带来的灵活性   首先,虚拟化技术可以在服务器的选择上提供更大的灵活性。这个软件抽象层(或者就是Hypervisor)可以支持承载操作系统和应用程序的虚拟机实例(虚拟机实例可以从底层硬件资源相隔离),尽管功能强大、高可靠性的服务器在虚拟服务器工作环境中依然是必需的。两者并不需要完全相同,数据存储的方式也可以不同。

非虚拟化的服务器可能通过SAN——甚至是一个冗余的SAN——读取数据,但是操作系统和应用程序却本地配置在每一……

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服务器虚拟化技术在数据中心内代替传统的高可用集群的方式如何?但是在实际工作中,典型的服务器集群架构和虚拟化的服务器工作性能相差不大,只有一些细微的差异。

  高可用性集群给虚拟化带来的灵活性

  首先,虚拟化技术可以在服务器的选择上提供更大的灵活性。这个软件抽象层(或者就是Hypervisor)可以支持承载操作系统和应用程序的虚拟机实例(虚拟机实例可以从底层硬件资源相隔离),尽管功能强大、高可靠性的服务器在虚拟服务器工作环境中依然是必需的。两者并不需要完全相同,数据存储的方式也可以不同。非虚拟化的服务器可能通过SAN——甚至是一个冗余的SAN——读取数据,但是操作系统和应用程序却本地配置在每一个给定的服务器上。这样做给那些非虚拟化服务器带来了更多传统的备份需求。

  相比而言,每一个虚拟机镜像实质上就是一个单独的数据文件,这个数据文件可以存储在本地,但是更多的情况下都是存储在SAN上。虚拟机在所运行的服务器上从SAN装载到内存中。通过定期的或者连续的虚拟机快照备份进程可以轻松地保护每一台虚拟机,该进程可以从服务器内存到SAN更新虚拟机镜像。

  虚拟机可以从一个SAN备份到另外一个位置或者存储系统,不需要服务器I/O装载常规性的协助传统备份。一台意料之外运行在出现故障的服务器上的虚拟机可以在几分钟之内从一个SAN上装载到另外一个可用服务器上。这个新服务器可能是高可用性集群的一部分,但是也可能是一个常规服务器,只是有足够的计算资源才可以运行该虚拟机。

  另外一个不同就是在虚拟机之间的安全通信,一般情况都是通过虚拟LAN或者VLAN技术进行处理。

  高可用集群工具

  当前的虚拟化工具可以很容易的配合传统的HA方法。在企业需要零宕机时间的要求中,虚拟服务器可以使用基于虚拟化的容错虚拟机工具(如Marathon技术公司的everRunVM),该工具运行在服务器集群中每一成员服务器的虚拟化管理程序(如Citrix XenServer)之上。HA软件配置用来处理选择的虚拟机,这些虚拟机在高可用集群中可以很快地被复制到其它服务器上并且可以实时同步。在由于崩溃或者服务器故障时虚拟机停止响应的情况下,虚拟机复制操作可以在另外一台服务器上继续进行。在原来的服务器恢复之后,应用程序控制重新指向原虚拟机。

  例如,假设一台负载SQL服务器的虚拟机和一台负载企业资源规划(ERP:Enterprise Resource Planning)应用程序的虚拟机同时运行在服务器A上;在服务器B上运行三台虚拟机,其中一台承载Exchange服务器,另外一台作为域名服务器,在第三台上运行客户关系管理应用程序。
一般来说,这些服务器不能用来容错,因为每一台虚拟机都没有复制。但是IT管理员可以使用诸如everRunVM这样的工具在服务器A和服务器B之间复制SQL虚拟机。另外也可以在集群中新增第三台冗余服务器,只用来宿主从服务器A上复制的SQL备份,以及从服务器B上复制的Exchanges虚拟机备份等。

  但是实际上虚拟化技术并没有使HA比使用传统的方法更高效。在虚拟机宕机备份中,使用诸如everRunVM这样的工具可以保证宕机时间是可以忽略不计的。但是可供虚拟化技术使用的软件工具的灵活性和功能不仅仅是对第二级应用程序的有效数据保护,这些应用程序如果在传统的工作环境中可能只是使用常规的磁带存储方法。

  数据中心管理器并不需要复制每一台虚拟机,因为这是服务器虚拟化的主要优势之一。没有即时复制的虚拟机仍然可以通过持续快照,也可以使用一些工具(如VMware高可用性)从SAN移植到其它可用的服务器上而快速启动。

  回顾上一个例子,只有服务器A上面的SQL应用程序为冗余备份复制到服务器B上。服务器A上的ERP应用程序并没有复制。通常来讲,这就意味着需要定期备份或者快照保护ERP虚拟机。相关的长恢复点对象(RPO:Recovery Point Objective,每两次备份之间的时间更长)在断电情况下将会给更多的数据带来风险。

  中心化SAN上的ERP和其它虚拟机就有可能从服务器上维持每一台虚拟机的持续快照,把RPO(以及潜在的数据损失)减小到几乎为零。如果服务器A出现故障,ERP虚拟机可以从SAN恢复到另外一台有足够可用计算能力支持虚拟机的服务器上。大概只会引起几分钟的ERP应用程序不可访问,这对于一个企业来讲是完全可以接受的。因此在提升其它应用程序的可恢复性时,虚拟化可以继续支持高可用性。

  高可用性下的虚拟服务器维护

  虚拟化技术也可以支持常规维护这样的任务。在传统的高可用性集群中,常规维护通常就是指使集群中的一台服务器脱机服务,而让其它服务器处于高风险状态,直到另外一台服务器启动并且重新同步。如果应用程序没有得到HA的保护,该服务器就会持续保持脱机状态一直到该服务器正常运行。

  在虚拟化的工作环境中,底层硬件维护时可以使用工具,如Windows Server 2008 R2的部分组件Microsoft Hyper-V动态迁移,或者VMware VMotion和分布的资源调度器(DRS:Distributed Resource Schedule),把虚拟机导向其它可用的服务器上以维持应用程序的可用性。在从传统部署向虚拟化服务器部署转换的这个过程中,数据中心管理器最大的挑战就是为每一个应用程序实施最恰当的保护级别。

  以公司内部使用的FTP服务器虚拟机为例:通常情况下使用everRunVM这样的工具复制虚拟机并不合适,因为这样做会因为非关键目标耗费大量的计算资源。考虑花几分钟时间在另外一台服务器上启动该虚拟机将会是更明智的选择。

作者

Stephen J. Bigelow
Stephen J. Bigelow

数据中心和虚拟化网站的高级技术编辑,拥有20年的PC和技术写作经验。

翻译

王越
王越

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