En un clúster, la capa software intermedia denominada middleware proporciona: Baja disponibilidad, la distribución de la carga y la respuesta ante fallos de los componentes. Una imagen unificada del sistema conocida como imagen de sistema único (single-system image). La interconexión entre los distintos nodos del clúster.
En un clúster podemos afirmar: Las prestaciones del clúster dependen directamente de la capacidad del sistema de comunicación. Todos los nodos del clúster deben tener el mismo sistema operativo. Todos los nodos del clúster deben presentar las mismas prestaciones.
Algunas de las funciones “deseables” en la capa middleware son: Presentar una interfaz de usuario distinta para cada nodo. Presentar un sistema de gestión de trabajos independiente para cada nodo. Presentar un espacio de procesos único, donde un nodo pueda comunicarse con cualquier otro en un nodo remoto.
En una tecnología de clúster con un modelo de gestión descentralizado: La información de configuración se guarda en archivos locales del propio nodo. El nodo que se encarga de la gestión es un punto crítico del sistema. Tiene menor tolerancia a fallos.
En una tecnología de clúster con un modelo de gestión centralizado: La información de configuración se guarda en archivos locales. El nodo que se encarga de la gestión es un punto crítico del sistema. Tiene mayor tolerancia fallo.
En una tecnología de clúster para alta disponibilidad se utilizan técnicas basadas en: Técnicas de redundancia aislada Técnicas de redundancia aislada y N-redundancia Técnicas de redundancia y reparación.
En una tecnología de clúster para alta disponibilidad con un modelo redundante de hot standby: Si no ocurre fallo en el sistema, el nodo esclavo no realiza operaciones salvo labores de backups. Si el nodo maestro cae, el nodo esclavo se ocupa de las tareas del maestro, sumándolas a las que ya estaba realizando o abandonando las que realizaba para atender las del maestro. Se aprovechan al máximo los recursos del clúster.
En una tecnología de clúster para alta disponibilidad con un modelo redundante de carga mutua: El nodo esclavo no realiza operaciones salvo labores de backups. Si el maestro cae el nodo esclavo no pasa a ocuparse de las tareas del maestro. Se rentabiliza mejor el nodo esclavo, ya que suma los servicios a los del maestro.
Dentro de las técnicas utilizadas para proporcionar disponibilidad a un clúster se encuentran las técnicas basadas en reparación. Sobre dichas técnicas podemos afirmar: Basan su funcionamiento en puntos de comprobación o checkpoints que se efectúan sobre el sistema cada cierto tiempo. Son capaces de recuperar todo el sistema, estado de conexiones, componentes, etc. No sobrecargan al sistema en el que se ejecutan.
En una tecnología de clúster para alta disponibilidad basada en Linux HA que utiliza Heartbeat: Periódicamente se envía una petición a una URL conocida y se comprueba que la respuesta contenga una cadena concreta. Se garantiza la detección de la inclusión o fallo de nodos de un clúster. No se necesita un ancho de banda muy elevado para su correcto funcionamiento.
En una tecnología de clúster para alta disponibilidad basada en LVS (Linux virtual Server): No es posible utilizar un nodo director de respaldo para la posible caída del nodo principal. Se requiere del código de ipvs y de un programa llamado ipvsadm. La detección de la caída del nodo director o de cualquiera de los servidores reales pude llevarse a cabo por el propio LVS; no necesita, pues, de ningún software adicional.
En una tecnología de clúster para alta disponibilidad basada en LVS (Linux virtual Server), se utilizan técnicas de balanceo de carga basadas en: IP Tunneling (IPT) y Network Address Translation (NAT). IP Tunneling (IPT) y Direct Routing (DR). IP Tunneling (IPT), Direct Routing (DR) y Network Address Translation (NAT).
En una tecnología de clúster para alta disponibilidad basada en LVS (Linux virtual Server) que utiliza Direct Routing: Los servidores poseen dos direcciones asociadas al nodo, una es la IP real asociada a la tarjeta Ethernet, la otra es una dirección loopback especial configurada con la dirección VIP. El director actúa como gateway procesando paquetes IP. El nodo director presenta el inconveniente de que se puede convertir en un cuello de botella.
Dentro de las redes de interconexión para clústers podemos encontrar: ATM muy utilizado en sistemas de clústers antiguos y basado en el concepto de dominios de colisión. Myrinet que define un nuevo sistema de interconexión de alta velocidad punto a punto basado en switches. FDDI que permite comunicaciones full-duplex con estructura token-ring de doble anillo.
Atendiendo a la integracion que tengan todos los elementos software que existan en cada nodo del cluster, podemos hablar de: Acoplamiento fuerte, medio y debil Clusters homogeneos y heterogeneos Clusters de alto rendimiento (HP), alta disponibilidad (HA) y alta confiabilidad (HR).
En una tecnologia de cluster para alta disponibilidad Los servidores que ofrecen redundancia internade componentes son mas rapidos en conmutar y ofrecen al usuario una transparencia total frente a fallos Los servidores que ofrecen redundancia interna de componentes son de menor coste que los sistemas cluster que ofrecen redundancia por software Se prefieren tecnicas de N-Redundancias porque son mas tolerantes a fallo y mas faciles de gestionar que las de redundancia simple.
Dentro de las redes de interconexión para clústers podemos encontrar: [ ] FDDI que permite comunicaciones full-duplex con estructura en estrella. ATM muy utilizado en sistemas de clústers antiguos y basado en el concepto de dominios de colisión. InfiniBand que define un nuevo sistema de interconexión de alta velocidad punto a punto basado en switches.
En una tecnología de clúster para alta disponibilidad basada en LVS (Linux virtual Server) que utiliza IP Tunneling: El director actúa como gateway procesando paquetes IP. El director encapsula petición de los clientes y las envía a los servidores reales. Los servidores reales desencapsulan el paquete original para poder contestar directamente a clientes. Los servidores poseen dos direcciones asociadas al nodo, una es la IP real asociada a la tarjeta Ethernet, la otra es una dirección loopback especial configurada con la dirección VIP. .
. En una tecnología de clúster para alta disponibilidad basada en Linux HA que utiliza Ldirectord: Periódicamente se envía una petición a una URL conocida y se comprueba que la respuesta contenga una cadena concreta. Se garantiza la detección de la inclusión o fallo de nodos de un clúster. No se necesita un ancho de banda muy elevado para su correcto funcionamiento.
Atendiendo al servicio prioritario que ofrezca el clúster, podemos hablar de: Acoplamiento fuerte, medio y débil. Clústers homogéneos y heterogéneos. Clústers de alto rendimiento (HP), alta disponibilidad (HA) y alta confiabilidad (HR).
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