FTクラスタリング-everRun by Stratus Technologies

最近、ストラタステクノロジーと呼ばれるサーバーハードウェアと仮想化ソフトウェアの新しいメーカーに会いました。 そして、この市場はすべての有名なメーカーの間で長い間分割されてきましたが、車輪を再発明せず、事実上アナログを持たない高度に専門化された製品を市場に提供することを決めたため、彼らのソリューションはまだニッチを見つけました。



現在、Stratus Technologies製品ポートフォリオは2つのソリューションで構成されています。

1. ftServerと呼ばれる2つのサーバーのクラスターを置き換えるハードウェアソリューション。

2.ソフトウェア製品-everRunハイパーバイザー。



テスト用のソフトウェア配布キットを入手するのは、2ノードのハードウェアよりもはるかに簡単なので、そもそもeverRunハイパーバイザーを評価することができました。 以下に結果を見ることができます。





現在の困難な時代に、多くの企業は、特に通貨に関して、ITプロジェクトの予算編成で赤字を経験しています。 ただし、重要なシステムの信頼性とフォールトトレランスの要件は取り消されていません。 そして、多くの前に、疑問が生じます：冗長システムを提供する方法？

考えられるシナリオを考えてみましょう。原料の特定の保管場所に温度制御システムを提供する必要があります。 それを...ミルクタンクにしましょう。 パフォーマンスの観点からは、たとえば、フルサーバーではなくデスクトップでも、1つのノードで十分です。 ただし、このようなシステムの信頼性は高いレベルである必要があり、スタンドアロンノードはこれを提供しません。

はい、そのようなシステムをいつでもサーバー仮想化クラスターにアップグレードできますが、サーバー仮想化がない、または無料のリソースがない企業は何ができますか？ それでも、ハードウェアの面でもソフトウェアとライセンスの面でも、VMWareクラスターの拡張にはかなりの費用がかかります。



ここで、かなり論理的で一見したところ明らかなアイデアが生まれます。「不要な動物園」から2つの同一ノード（デスクトップ、使用停止されたサーバーなど）を取得し、それらを接続してクラスター化します。 このようなシステムには、いくつかの特徴的な機能が必要です。

1.ノード間でシステムを移行できるように、ノードのローカルディスクをミラー化する機能。

2. RAMおよびプロセッサキャッシュをミラーリングしてFT機能を提供する機能。

3.この決定には妥当なコストが必要です。



そして、一見したところ、Stratus everRunはこれらの機能をすべて備えています

私たちの「ヒーロー」ができることをもっと詳しく考えてみましょう。

説明

このソリューションはチェックポイントテクノロジーに基づいており、クラスターノードの1つに障害が発生しても、アプリケーションのダウンタイムが1秒も続かないようにクラスターノードを同期できます。

テクノロジーの根底にある主なアイデア：チェックポイントを使用して2つの独立したノード間でゲスト仮想マシンの状態を複製する-プロセッサレジスタ、ダーティページなど、完全にすべてを含むステータスチェックポイント チェックポイントの作成時、ゲストVMは、2番目のシステムによるチェックポイントの受信の確認（ACK）後にのみ凍結および解凍されます。 コントロールポイントは、VMの現在の負荷に応じて、1秒間に50〜500回作成されます。 速度はアルゴリズムによって直接決定され、手動で調整する必要はありません。 したがって、仮想マシンは同時に2つのサーバー上に存在します。 プライマリノードに障害が発生した場合、VMは、データの損失やダウンタイムなしで、最後に受信したチェックポイントからバックアップノードで起動します。



Stratus everRunは、KVM製品に基づくベアメタルハイパーバイザーです。 このようなレガシーは、その機能にいくつかのニュアンスを追加しますが、それについては後で詳しく説明します。

この製品が機能するには、イーサネットチャネルで相互接続される2つの同一のノードが必要です。

同時に、これらのノードの要件は非常に民主的です。

•1〜2ソケット。

•8 GB RAMから。

•ノードごとに少なくとも2台のハードドライブ（最初のノードのレベルのフォールトトレランスに準拠するため）。

•ノードごとに最小2ポート1 GE。 最初のポートは、ノード間の相互接続用に予約されています（Aリンクと呼ばれます）。 第二-制御ネットワークとデータネットワークの下。 同時に、これらのネットワークは、使用可能な場合、異なるポートに分離できます。 相互接続チャネルの必須要件は、2ミリ秒以下の遅延です（FT機能の実装用）。



ライセンスは、通常のスキーム（2プロセッサペアにつき1ライセンス）に従って行われます。 つまり、2つのノードをクラスター化するために必要なライセンスは1つだけです。 現在、3つ以上のノードとノードあたり2つ以上のプロセッサのクラスタリングはサポートされていません。

ライセンスレベルには、ExpressとEnterpriseがあります。

Expressの機能は制限されており、HAレベルでVMのフォールトトレランスが可能です。 これは、プロセッサキャッシュレベルでミラーリングが行われないことを意味し、上記のチェックポイントテクノロジは適用されません。 ディスクレプリケーションとネットワークレベルのフォールトトレランスのみ。 ノードの1つに障害が発生すると、2番目のノードでの再起動中にVMが停止します。

エンタープライズライセンスは完全に機能し、FTレベルのセキュリティを提供します。 ノードの1つに障害が発生しても、VMのダウンタイムは発生しません。 ただし、これによりAリンクに追加の負荷がかかるため、VMのパフォーマンスに影響を与えずにFTを確保するには、チャネル10 GEをAリンクとして使用することをお勧めします。



それでは、テストに移りましょう。

展開

この製品をテストするために、次の構成で2台の予算のSuperMicroサーバーを割り当てました。

PN	説明	数量
SYS-5018R-M	Supermicro SuperServer 1U 5018R-M CPUなし（1）/メモリなし（8）/オンボードC612 RAID 0/1/10 / HDDなし（4）LFF / 2xGE / 1xFH / 1noRx350W Gold / Backplane 4xSATA / SAS	2
SR1YC	CPU Intel Xeon E5-2609 V3（1.90Ghz / 15Mb）FCLGA2011-3 OEM	2
LSI00419	LSI MegaRAID SAS9341-4I（PCI-E 3.0 x8、LP）SGL SAS 12G、RAID 0、1、10、5、4ポート（1 * intSFF8643）	2
KVR21R15D4 / 16	Kingston DDR4 16GB（PC4-17000）2133MHz ECC Regデュアルランク、x4、1.2V、TS付き	4
ST3300657SS	HDD SAS Seagate 300Gb、ST3300657SS、Cheetah 15K.7、15000 rpm、16Mbバッファー	4

最高のハードウェアではなく、デスクトップでもありません。

それらを1つのラックに上下に直接マウントし、スイッチを介して接続したら、ソフトウェアのインストールに進みました。

すでにこの段階で、興味深いニュアンスを待っています。

•現在、互換性シートには一般的なブレードソリューションはありません。 ブレードとの非互換性の理由は不明です。 このソフトウェアをラボのIBM FlexSystemにインストールしようとしましたが、完全にクラッシュしました。

•ディストリビューションは、物理DVDメディアに記録する必要があります。 IPMI経由のISOマウント、起動可能なUSBはありません。 DVDのみ、ハードコアのみ。 幸いなことに、外付けDVDドライブが見つかりました。



ウィザードはCentOSに基づいており、使い慣れたインターフェイスを備えています。







インストールプロセス自体は非常に簡単です。

•最初のノードにソフトウェアをインストールします。 インストールプロセス中に、セクションを選択し、Aリンクと制御ネットワークのポートを選択し、必要なIPアドレスとルートパスワードを処方する必要があります。

•2番目のノードにソフトウェアをインストールします。 この場合、インストールセクションとポートのみを選択します。 インストールプロセス中にメイン（最初の）ノードから他のすべての情報をコピーします。



ノードにソフトウェアをインストールした後、制御ポートのIPアドレスを使用してメインノードに接続する必要があります。 Webインターフェイスへのアクセスとライセンスのアクティベーションの詳細を設定するためのインターフェイスが表示されます。







したがって、ノードのIPMIポートの2つのアドレス、ノードの制御ポートの2つのアドレス、およびWebインターフェイスの1つのアドレスの5つのアドレスのプールを取得します。

インターフェース

everRunのインターフェイスは非常にシンプルできれいです。







ダッシュボードのスクリーンショットでわかるように、インストール後、2番目のノードはメンテナンスモードのままです。 私が理解しなかった理由は何ですか、おそらく私の側のインストールにいくつかの不正確さがあります。 この問題は、ノードをメニューの対応するセクションを手動で通常モードにすることで解決しました。



「システム」セクションで確認できるように、everRunは独自のニーズに合わせて2つのプロセッサコアを「使用」します。 この場合、オーバープロビジョニングを許可します。







さらに、保護のレベルに応じて、コアのオーバーヘッドコストが発生します。 HAの場合、n個のコアを持つVMはクラスターのn + 1個のコアを残し、FTの場合はn + 2を残します。 したがって、5つのクラスターコアがHA VM 4 vCPUに割り当てられ、8つのコアすべてがFT VM 6 vCPUに割り当てられます（マルチユーザーインストールの場合、ユーザーごとにn + 2が追加されます）。

FT VMでサポートされるvCPUの最大数は8であり、これは非常に興味深い指標です。 比較のために、vCenter Server（バージョン6.x）では、最大4つのvCPU（およびバージョン5.x-最大1つのvCPU）のみでFT VMを作成できるため、この機能の範囲が大幅に縮小されます。



VMの作成にも多くの微妙な違いがありますが、かなり不快です。 新しいVMを作成するには、OSディストリビューションのISOイメージが必要です。 ローカルクラスタボリュームに配置する必要があります。 対応するメニューボタンをクリックして、Webインターフェイスからのみダウンロードできます。







これは、ネットワーク経由でリモートPCからISOイメージをダウンロードせざるを得ないという事実につながります。 これは、チャネル全体を詰まらせるか、または長時間わいせつに継続します。 たとえば、4.2 GBのWin 2012 R2の画像をアップロードした場合、約4時間アップロードしました。 これにより、2番目の不快な機能が発生します。everRunでは、USBメディアとPCE-Eデバイスを仮想マシンに転送できません。 つまり すべての可能なUSBトークンまたはGPUを使用することはできません。 ソリューションの防御として、USBメディアをクラスターノードに直接転送すると、システムのフォールトトレランスが大幅に低下することに注意できます（ノードに障害が発生した場合、これらのメディアを手動で再接続する必要があるため）、GPUを転送し、FTモードでGPUの負荷をさらに複製することが非常に重要ですシステムの面で高価なビジネス。 それでも、この事実はこのソリューションの範囲を劇的に狭めます。



ディストリビューションがクラスターストレージにアップロードされた後、VMの作成に進みます。







VM作成ウィザードからわかるように、継承されたKVM機能の1つは、QCOW 2とRAWの2種類の作成済みパーティションになりました。 主な違いは、RAWボリュームはスナップショットとDisasterRecoveryをサポートしていないことです。

VMを作成するときは、パーティションのサイズだけでなく、「コンテナ」のサイズも指定する必要があります。 コンテナは、セクション自体とそのスナップショットの両方を含むボリュームです。 したがって、サイジングマニュアルによると、コンテナのサイズは、データ変更の強度に応じて、VMパーティションの2.5〜3.6のサイズにすることをお勧めします。

VolContSize = 2 * VolSize + [（＃SnapshotsRetained + 1）* SnapshotSize]



一貫性のあるスナップショットを作成するには、WindowsおよびLinux環境用に個別にダウンロード可能なクライアントを使用することをお勧めします。



30 GBのパーティションで新しく作成されたVMのスナップショットのテスト作成中に、システムは8.1 GBを消費しました。 このスペースが私に取ったものは謎のままでした。



VMを作成すると、ロードバランシング機能を使用できるようになります。 バランスの全体的なポイントは、クラスターの両方のノードにすべてのVMを均等に分散すること、または手動モードでは特定のノードに「バインド」することです。







ストレステストの一環として、2つの仮想マシンを作成しました。1つはHAモードで、2つ目はFTモードで、その後ノードの1つを強制的に消しました。

HA VMは再起動し、その後、2番目のノードで自動的に起動しました。

FT VMは通常の動作を継続しましたが、システムリソースモニターはディスクとネットワークサブシステムの負荷の増加を記録します。

申込み

このソリューションをテストしながら、そのアプリケーションの領域について考えました。 この製品は非常に具体的で、多くのニュアンスがあるため、高度に専門化されたプロジェクトでのみうまく表示できます。

最も明白なものの1つは、産業用途です。 多くの場合、運用中に、既存のITインフラストラクチャに接続できないが、可用性とフォールトトレランスに関する独自の要件を持つ特定のオブジェクトがあります。 この場合、ソリューションとその機能の費用対効果の比率により、everRunベースのクラスターは他の商用クラスタリングシステムに対して非常に収益性が高いように見えます。

最初の機能から生じる2番目のタイプのプロジェクトは、特に鉄道のインターチェンジ、石油およびガスの生産地点など、遠隔地または隔離された場所でビデオ監視システムを確立する必要がある場合に、ビデオ監視になります。 これらの施設を会社のメインインフラストラクチャから隔離することで、既存のクラスターにそれらを含めることはできず、スタンドアロンのビデオ監視サーバーを使用すると、障害のリスクと結果として生じるメンテナンスコストが増加します。



Stratus Technologiesの価格設定ポリシーは、世界中のeverRunライセンスの最終顧客に対する統一された推奨価格を意味します。 配信は通常の方法で実行されます-ライセンスは非独占的権利契約の下で販売され、少なくとも1年間のサービスサブスクリプションが含まれます。これは、サブスクリプション期間中の現在のバージョンへの更新を含む、5x8または24x7モードでのテクニカルサポートの全量を意味します。



要約すると、この製品の焦点が狭いことに注目できます。 上記の制限により、多くの利点があり、普遍的に使用することはできません。 しかし、これらすべての制限があなたに合っている場合、ベンダーは問題なく30-60日間トライアルライセンスを提供するので、このソリューションを検討することを強くお勧めします。

また、個人テストに興味があるが、ローカルノードにStratus everRunを展開できない場合は、デモスタンドに基づいたリモートテストをいつでも提供できます。