Wat is hoge beschikbaarheid? Een Tutorial

Leestijd: 8 minuten

High availability is de beschrijving van een systeem dat ontworpen is om fouttolerant te zijn, zeer betrouwbaar, continu werkt zonder tussenkomst, of met een enkel storingspunt. Deze systemen zijn zeer gewild om de beschikbaarheid en uptime te verhogen die nodig is om een infrastructuur probleemloos te laten draaien. De volgende kenmerken definiëren een systeem met hoge beschikbaarheid.

High Availability Clustering

high-availability server clusters (aka HA Clusters) wordt gedefinieerd als een groep servers die toepassingen of services ondersteunen die betrouwbaar kunnen worden gebruikt met een minimale downtime. Deze serverclusters functioneren met behulp van een soort gespecialiseerde software die redundantie gebruikt om bedrijfskritische niveaus van de uptime van five9 te bereiken. Momenteel heeft ongeveer 60% van de bedrijven vijfen9 of meer nodig om essentiële diensten voor hun bedrijven te leveren.

High availability software maakt gebruik van de redundante software die op meerdere systemen is geïnstalleerd door een groep servers te groeperen of samen te clusteren, gericht op een gemeenschappelijk doel in het geval dat componenten falen. Zonder deze vorm van clustering, als de applicatie of website crasht, zal de service niet beschikbaar zijn totdat de servers zijn gerepareerd. HA clustering pakt deze situaties aan door de fouten te detecteren en snel de server of service of server te herstarten of te vervangen door een nieuw proces dat geen menselijke tussenkomst vereist. Dit wordt gedefinieerd als een” failover ” – model.

onderstaande afbeelding toont een eenvoudige twee knooppunt high availability cluster.

High Availability clusters worden vaak gebruikt voor bedrijfskritische databases, het delen van gegevens, applicaties en e-commerce websites verspreid over een netwerk. Implementaties met hoge beschikbaarheid bouwen redundantie binnen een cluster om één enkel storingspunt te verwijderen, inclusief over meerdere netwerkverbindingen en gegevensopslag, die redundant kunnen worden aangesloten via geografisch diverse netwerken voor opslaggebieden.

geclusterde servers met hoge beschikbaarheid gebruiken gewoonlijk een replicatiemethodologie genaamd Heartbeat die wordt gebruikt om de status en status van elk knooppunt binnen het cluster via een particuliere netwerkverbinding te controleren. Een kritieke omstandigheid die alle clustering software moet kunnen aanpakken heet split-brain, die optreedt wanneer alle privé interne links tegelijk naar beneden gaan, maar de knooppunten in het cluster blijven draaien. Als dit gebeurt, kan elk knooppunt in het cluster ten onrechte vaststellen dat alle andere knooppunten zijn uitgeschakeld en proberen services te starten die mogelijk nog worden uitgevoerd door andere knooppunten. Deze voorwaarde van dubbele instanties die soortgelijke diensten uitvoeren, die gegevenscorruptie op het systeem kunnen veroorzaken.

een typische versie van high availability software biedt attributen die zowel hardware als software redundantie bevatten. Deze functies omvatten:

• De automatische detectie en detectie van hardware-en softwarecomponenten.
• autonome toewijzing van zowel actieve als voorwaardelijke rollen aan nieuwe elementen.
• detectie van mislukte softwarediensten, hardwarecomponenten en andere systeemconstructies.
• Monitoring en melding van redundante componenten en wanneer deze moeten worden geactiveerd.
• mogelijkheid om het cluster te schalen om de vereiste veranderingen aan te passen zonder externe interventie.

fouttolerantie

fouttolerantie is gedefinieerd als de mogelijkheid voor een systeem de infrastructuur om fouten te voorzien en te weerstaan en een automatische reactie op die problemen te bieden als u ze tegenkomt. De primaire kwaliteit van deze systemen zijn geavanceerde ontwerpfactoren, waarop een beroep kan worden gedaan als zich een probleem voordoet. In staat zijn om een infrastructuur die voorziet in elke mogelijke oplossing te configureren is een aanzienlijke taak die de kennis en ervaring om de meerdere zorgen tegen te gaan voordat ze zich voordoen. Systeemarchitecten die dergelijke kaders ontwerpen zullen de methodologieën hebben die de middelen voor ogen hebben om deze problemen van tevoren te verlichten, en de mogelijkheid om deze kaders te implementeren.

de volgende redundantiemethoden zijn beschikbaar en moeten tijdens de eerste stadia van ontwerp en implementatie worden herzien.

• N + 1 Model-dit concept leidt de som van de benodigde apparatuur af (die we ‘N’ zullen noemen) om het gehele framework draaiende te houden, met een extra onafhankelijke component back-up voor elk van de ‘N’ componenten in geval van een storing.
• n + 2-model-vergelijkbaar met het n + 1-model, maar met een extra beschermingslaag als twee componenten uitvallen.
• 2N Model-deze modaliteit heeft een dubbele redundante back-up voor elk element om ervoor te zorgen dat het framework van het systeem volledig functioneel is.
• 2N + 1 Model-nogmaals, dit model is vergelijkbaar met het 2N model, maar met een aanvullende component om een tertiaire beschermingslaag toe te voegen aan het raamwerk van het systeem.

naarmate modellen evolueren van Nx naar 2Nx, neemt de kostenfactor ook exponentieel toe, zoals bij Echt redundante systemen die uptime vereisen. Deze modaliteiten zijn van cruciaal belang voor stabiliteit en beschikbaarheid.

betrouwbaarheid en betrouwbaarheid

een van de centrale huurders van een systeem met hoge beschikbaarheid is uptime. Uptime is van het grootste belang, vooral als het doel van een systeem is om een essentiële service te bieden, zoals de 911-systemen die reageren op noodsituaties. In het bedrijfsleven, het hebben van een hoge beschikbaarheid systeem is vereist om ervoor te zorgen dat een vitale dienst online blijft. Een voorbeeld zou een ISP of andere dienst die een verlies van functie niet kan tolereren. Deze systemen moeten worden ontworpen met een hoge beschikbaarheid en fouttolerantie om betrouwbaarheid en beschikbaarheid te garanderen en downtime te minimaliseren.

georkestreerde foutafhandeling

indien er een fout optreedt, zal het systeem het probleem aanpassen en compenseren terwijl het up en online blijft. Het bouwen van dit type systeem vereist vooruitdenken en planning voor het onverwachte. Een van de belangrijkste kwaliteiten van een systeem met hoge beschikbaarheid is het van tevoren kunnen voorzien van de problemen en het plannen van de oplossing ervan.

schaalbaarheid

indien het systeem een probleem ondervindt zoals een verkeerspiek of een toename van het resourcegebruik, moet het systeem automatisch en onmiddellijk kunnen schalen om aan deze behoeften te voldoen. Het bouwen van functies zoals deze in het systeem biedt het systeem de mogelijkheid om snel te reageren op elke verandering in de systemische functionaliteit van de architectuurprocessen.

beschikbaarheid & vijf 9 ’s Uptime

vijf 9′ s zijn de industriestandaard voor het meten van uptime. Deze meting kan worden gerelateerd aan het systeem zelf, de systeemprocessen binnen een raamwerk of het programma dat binnen een infrastructuur werkt. Deze schatting is vaak gerelateerd aan het programma dat wordt geleverd aan klanten in de vorm of een website of webapplicatie. Een beschikbaarheid van systemen kan worden gemeten als het percentage van de tijd dat systemen beschikbaar zijn met behulp van deze vergelijking: x = (n – y) * 100/n. deze formule geeft aan dat waarbij “n” het totale aantal minuten binnen een kalendermaand is, en “y” het aantal minuten is dat service niet toegankelijk is binnen een kalendermaand. De onderstaande tabel geeft een overzicht van de downtime gerelateerd aan het percentage “9 ‘ s” vertegenwoordigd.

zoals we kunnen zien, hoe hoger het aantal “9 ‘ s”, hoe meer uptime wordt geboden. Het doel van een high availability systeem is om een minimale hoeveelheid potentiële downtime te bereiken om ervoor te zorgen dat het systeem altijd beschikbaar is om de aangewezen diensten te leveren.

Heartbeat

een van de belangrijkste componenten met hoge beschikbaarheid heet Heartbeat. Heartbeat is een daemon die werkt met een cluster management software zoals Pacemaker die speciaal is ontworpen voor high-availability clustering resource management. De belangrijkste kenmerken zijn:

• geen specifiek of vast maximum aantal knooppunten-Heartbeat kan worden gebruikt om grote en elementaire clusters te bouwen.
• Resource monitoring: resources kunnen automatisch worden herstart of verplaatst naar een ander knooppunt als het mislukt.
• een schermmechanisme dat nodig is om mislukte knooppunten uit het cluster te verwijderen.
• een verfijnd op beleid gebaseerd bronnenbeheer, inter-afhankelijkheden van bronnen en beperkingen.
• een op tijd gebaseerde regel om verschillende beleidsregels toe te staan afhankelijk van een bepaald tijdsbestek.
• een groep van resource scripts (voor software zoals Apache, DB2, Oracle, PostgreSQL, enz.) inclusief meer korrelig Beheer.
• een GUI voor het configureren, controleren en monitoren van bronnen en knooppunten.

Clusterarchitectuur

Engineered Availability

het eerste segment van een zeer Beschikbaar systeem is het duidelijk ontworpen gebruik van geclusterde toepassingsservers die van tevoren zijn ontworpen om de belasting over het hele cluster te verdelen, waaronder de mogelijkheid om failover naar een secundair en mogelijk een tertiair systeem.

de tweede divisie omvat de behoefte aan schaalbaarheid van de database. Dit houdt de eis in om horizontaal of verticaal te schalen met behulp van meerdere masterreplicatie en een load balancer om de stabiliteit en uptime van de database te verbeteren.

het derde kenmerk is geografische diversiteit. Dit zorgt ervoor dat, mocht een natuurramp één locatie treffen, dat falen de mogelijkheid om de dienst te verlenen niet zal belemmeren.

het vierde en mogelijk belangrijkste onderdeel is het bieden van een back-up replicatie en disaster recovery methodologie. De mogelijkheid om te zorgen voor een werkende back-up garandeert dat onze gegevens veilig zijn. Met behulp van de nieuwste back-upstrategie (3-2-3) stelt u dat u drie kopieën van uw gegevens moet hebben, op twee verschillende mediatypen, op drie geografisch diverse externe locaties voor noodherstel.

ongecompliceerde implementatie

wanneer u het thema van ongecompliceerde implementaties bespreekt, moeten deze specifiek worden toegewezen aan uw specifieke zakelijke vereisten. De volgende eigenschappen zullen ons operationele kader ten goede komen, ongeacht de sector verticaal:

• bescheiden opleidingseisen
• verhoogde productiviteit
• verlengde levenscyclus
• kosteneffectiviteit
• operationele efficiëntie
• snelle implementatie
• verminderde veiligheidsrisico ‘ s
• eenvoudige integratie
• vereenvoudigd beheer

deze kenmerken definiëren veel van de primaire aspecten die nodig zijn om een zeer betrouwbare, fouttolerante, clustering-oplossing te garanderen. Hoge beschikbaarheid, in de kern, moet worden ontworpen met deze kenmerken in het achterhoofd. Mogelijkheden zoals deze zijn belangrijke tangibles die vereist zijn bij het aannemen van implementatieopties.

Best Practices Objectives

Design

het primaire doel van een optimale beschikbaarheid is het optimale ontwerp, installatie, implementatie, integratie, en naleving van een standaard Conventie tegen de laagste redelijke kosten en de minimale complexiteit, terwijl het bereiken van de vermelde benchmarked doelen van het elimineren van elk punt van storing in het systeem.

beschikbaarheid

eerst moet een bepaald doel worden gedefinieerd voordat het systeem wordt ontworpen. Dit omvat het vaststellen van wat de Recovery Point Objective (RPO) is. De RPO is de grootste hoeveelheid downtime die uw bedrijf bereid is te verliezen tijdens een grote uitval. De Ha hardware, software en ondersteunende diensten moeten allemaal een gedefinieerde en geteste RPO hebben.

implementatie

vervolgens moet het systeem worden gebouwd met de meest robuuste, kosteneffectieve hardware die beschikbaar is. Dit omvat systemen die bestand zijn tegen stroomuitval en hardwarestoringen, die alles omvatten van harde schijven, netwerkcomponenten, het besturingssysteem en de toepassing zelf die de hele softwarestack omvat.

evaluatie & testen

zodra het systeem is gebouwd, test een integrale spil ons doelsysteem om ervoor te zorgen dat het failover-systeem klaar is om over te schakelen als de bron faalt. Dit vereist de voorbereiding van onze netwerkconfiguraties, servers, realtime synchrone replicatiesoftware en schakelt over naar de overgang van bronproductieverwerking naar het doelsysteem dat de omschakeling op een moment van tevoren verwerkt. Deze methode die in dit scenario wordt gebruikt, staat bekend als een “hot standby” – systeem. Bovendien, dit omvat het opzetten van een gedisciplineerd Testschema als het systeem regelmatig opnieuw wordt getest.

replicatie

zorgen voor een reproduceerbare en herhaalbare iteratie van de gehele softwarestack over meerdere regio ‘ s is de sleutel tot constante duurzaamheid, leverbaarheid en degelijkheid van het toepassingskader. Het andere belangrijke servicegebied is het repliceerbare hardwaresegment, dat de software-en monitoringkaders aanvult. Kunnen vertrouwen op een specifieke duplicatiemethodologie is van fundamenteel belang om een volledig fouttolerant en betrouwbaar systeem te garanderen.

Monitoring & Tracking

ten slotte moeten continue monitoring, evaluatie en observatie streng worden gereguleerd om te garanderen dat de prestatiedoelstellingen worden gehaald. Elke afwijking van de norm moet worden onderzocht en beoordeeld om de impact van de variantie op het systeem te bepalen. Zodra die dispositie is vastgesteld, moet een follow-upanalyse worden uitgevoerd om na te gaan of eventuele wijzigingen moeten worden doorgevoerd om de aanpassingen of wijzigingen te omvatten die nodig zijn om het systeem in een nieuwe stabiele toestand te brengen.

conclusie

het primaire doel van een systeem met hoge beschikbaarheid is het voorkomen en elimineren van alle afzonderlijke storingspunten. Dit moet meerdere Actieplannen omvatten die zijn getest en opgesteld en die klaar zijn om onafhankelijk en onmiddellijk te reageren op alle storingen, storingen en storingen in de dienstverlening. Dit geldt ook voor hardware, software en onregelmatigheden in de toepassing. De uitroeiing van downtime kan worden bereikt met de samengestelde, Bekwame planning en implementatie van een systeem. Een kritisch oog is vereist om zich voor te stellen en voor te bereiden op elke gebeurtenis of ramp, die het primaire doel van de gestelde en verwachte uptime doel zou kunnen belemmeren. Een goed opgezet High Availability systeem kan dit doel bereiken met een goede planning en ontwerp, het verminderen of elimineren van storingen en het maximaliseren van de beschikbaarheid.

zorgvuldige Planning + betrouwbare Implementatiemethodologieën + stabiele softwareplatforms + Geluidshardwareinfrastructuur + vlotte technische operaties + voorzichtige beheerdoelstellingen + consistente gegevensbeveiliging + voorspelbare Redundantiesystemen + robuuste back-upoplossingen + meerdere herstelopties = 100% Uptime

onze getalenteerde supportteams zijn bemand met ervaren Linux-technici en systeembeheerders die een grondige kennis hebben van meerdere webhostingtechnologieën, vooral die welke in dit artikel worden besproken.
Als u een volledig beheerde VPS-server, Cloud Dedicated, VMware Private Cloud, Private Parent server of een Dedicated server eigenaar bent en u zich ongemakkelijk voelt bij het uitvoeren van een van de beschreven stappen, zijn we bereikbaar via telefoon @800.580.4985, een chat of support ticket om u te helpen met dit proces.