दो नोड्स का समूह - शैतान विवरण में है

नमस्ते, हबर! मैं आपके ध्यान में लेख का अनुवाद प्रस्तुत करता हूँ "दो नोड्स - शैतान विवरण में है" एंड्रयू बीखोफ़ द्वारा।

बहुत से लोग दो-नोड क्लस्टर पसंद करते हैं क्योंकि वे वैचारिक रूप से सरल लगते हैं और अपने तीन-नोड समकक्षों की तुलना में 33% सस्ते भी होते हैं। यद्यपि दो नोड्स का एक अच्छा क्लस्टर एक साथ रखना काफी संभव है, ज्यादातर मामलों में, बिना सोचे-समझे परिदृश्यों के कारण, ऐसा कॉन्फ़िगरेशन कई स्पष्ट समस्याएं पैदा करेगा।

किसी भी उच्च उपलब्धता प्रणाली को बनाने के लिए पहला कदम विफलता के व्यक्तिगत बिंदुओं को ढूंढना और उन्हें खत्म करने का प्रयास करना है, जिसे अक्सर संक्षेप में कहा जाता है एसपीओएफ (विफलता का एकल बिंदु)।

यह ध्यान में रखने योग्य है कि किसी भी सिस्टम में डाउनटाइम के सभी संभावित जोखिमों को समाप्त करना असंभव है। यह इस तथ्य से उपजा है कि जोखिम के खिलाफ एक विशिष्ट बचाव कुछ अतिरेक का परिचय देना है, जिससे सिस्टम की जटिलता बढ़ जाती है और विफलता के नए बिंदु सामने आते हैं। इसलिए, हम शुरू में एक समझौता करते हैं और विफलता के व्यक्तिगत बिंदुओं से जुड़ी घटनाओं पर ध्यान केंद्रित करते हैं, न कि संबंधित श्रृंखलाओं पर और इसलिए, तेजी से कम संभावित घटनाओं पर।

ट्रेड-ऑफ को देखते हुए, हम न केवल एसपीओएफ की तलाश करते हैं, बल्कि जोखिमों और परिणामों को भी संतुलित करते हैं, जिसके परिणामस्वरूप क्या महत्वपूर्ण है और क्या नहीं, इसका निष्कर्ष प्रत्येक तैनाती के लिए भिन्न हो सकता है।

हर किसी को स्वतंत्र बिजली लाइनों वाले वैकल्पिक बिजली आपूर्तिकर्ताओं की आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि कम से कम एक ग्राहक को उस समय परेशानी का सामना करना पड़ा जब उनकी निगरानी में एक दोषपूर्ण ट्रांसफार्मर का पता चला। ग्राहक ने फोन करके बिजली कंपनी को सचेत करने की कोशिश की, जब तक कि खराब ट्रांसफार्मर फट नहीं गया।

एक स्वाभाविक प्रारंभिक बिंदु सिस्टम में एक से अधिक नोड होना है। हालाँकि, इससे पहले कि सिस्टम विफलता के बाद सेवाओं को जीवित नोड में स्थानांतरित कर सके, उसे आम तौर पर यह सुनिश्चित करने की आवश्यकता होती है कि स्थानांतरित की जा रही सेवाएँ कहीं और सक्रिय नहीं हैं।

यदि दो-नोड क्लस्टर में विफलता के परिणामस्वरूप दोनों नोड्स एक ही स्थिर वेबसाइट की सेवा करते हैं, तो इसमें कोई नकारात्मक पहलू नहीं है। हालाँकि, चीजें बदल जाती हैं यदि परिणाम यह होता है कि दोनों पक्ष स्वतंत्र रूप से एक साझा नौकरी कतार का प्रबंधन करते हैं या एक प्रतिकृति डेटाबेस या साझा फ़ाइल सिस्टम में असंगठित लेखन पहुंच प्रदान करते हैं।

इसलिए, एकल नोड विफलता के परिणामस्वरूप डेटा भ्रष्टाचार को रोकने के लिए - हम किसी चीज़ पर भरोसा करते हैं "पृथक्करण" (बाड़ लगाना)।

पृथक्करण का सिद्धांत

पृथक्करण के सिद्धांत के मूल में यह प्रश्न है: क्या एक प्रतिस्पर्धी नोड डेटा भ्रष्टाचार का कारण बन सकता है? यदि डेटा भ्रष्टाचार एक संभावित परिदृश्य है, तो एक अच्छा समाधान नोड को आने वाले अनुरोधों और लगातार भंडारण दोनों से अलग करना होगा। पृथक्करण के लिए सबसे आम तरीका दोषपूर्ण नोड्स को डिस्कनेक्ट करना है।

पृथक्करण विधियों की दो श्रेणियां हैं, जिन्हें मैं कहूंगा प्रत्यक्ष и अप्रत्यक्ष, लेकिन उन्हें समान रूप से बुलाया जा सकता है सक्रिय и निष्क्रिय. प्रत्यक्ष तरीकों में जीवित साथियों की ओर से कार्रवाई शामिल होती है, जैसे आईपीएमआई (इंटेलिजेंट प्लेटफ़ॉर्म मैनेजमेंट इंटरफ़ेस) या आईएलओ (भौतिक पहुंच के अभाव में सर्वर को प्रबंधित करने के लिए एक तंत्र) डिवाइस के साथ बातचीत, जबकि अप्रत्यक्ष तरीके असफल पर निर्भर होते हैं नोड को किसी तरह पहचानने के लिए कि यह अस्वस्थ स्थिति में है (या कम से कम अन्य सदस्यों को ठीक होने से रोक रहा है) और संकेत दें हार्डवेयर निगरानी विफल नोड को डिस्कनेक्ट करने की आवश्यकता के बारे में।

प्रत्यक्ष और अप्रत्यक्ष दोनों तरीकों का उपयोग करते समय कोरम मदद करता है।

प्रत्यक्ष पृथक्करण

प्रत्यक्ष पृथक्करण के मामले में, हम नेटवर्क विफलता की स्थिति में पृथक्करण दौड़ को रोकने के लिए कोरम का उपयोग कर सकते हैं।

कोरम की अवधारणा के साथ, नोड्स के लिए स्वचालित रूप से यह जानने के लिए सिस्टम में पर्याप्त जानकारी है (यहां तक ​​कि अपने साथियों से जुड़े बिना भी) कि उन्हें पृथक्करण और/या पुनर्प्राप्ति शुरू करनी चाहिए या नहीं।

कोरम के बिना, नेटवर्क विभाजन के दोनों पक्ष उचित रूप से यह मान लेंगे कि दूसरा पक्ष मर चुका है और दूसरे को अलग करने की कोशिश करेंगे। सबसे खराब स्थिति में, दोनों पक्ष पूरे क्लस्टर को बंद करने का प्रबंधन करते हैं। एक वैकल्पिक परिदृश्य एक डेथमैच है, नोड्स का एक अंतहीन लूप, जो अपने साथियों को नहीं देख रहा है, उन्हें रीबूट कर रहा है, और केवल तभी रीबूट करने के लिए पुनर्प्राप्ति शुरू कर रहा है जब उनके सहकर्मी समान तर्क का पालन करते हैं।

पृथक्करण के साथ समस्या यह है कि सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले उपकरण उन्हीं विफलता घटनाओं के कारण अनुपलब्ध हो जाते हैं जिन्हें हम पुनर्प्राप्ति के लिए लक्षित करना चाहते हैं। अधिकांश आईपीएमआई और आईएलओ कार्ड उन होस्ट पर स्थापित होते हैं जिन्हें वे नियंत्रित करते हैं और, डिफ़ॉल्ट रूप से, उसी नेटवर्क का उपयोग करते हैं, जिससे लक्ष्य होस्ट को विश्वास हो जाता है कि अन्य होस्ट ऑफ़लाइन हैं।

दुर्भाग्य से, उपकरण खरीद के समय आईपीएमआई और आईएलओ उपकरणों की परिचालन सुविधाओं पर शायद ही कभी विचार किया जाता है।

अप्रत्यक्ष पृथक्करण

अप्रत्यक्ष पृथक्करण के प्रबंधन के लिए कोरम भी महत्वपूर्ण है; यदि सही ढंग से किया जाता है, तो कोरम बचे लोगों को यह मानने की अनुमति दे सकता है कि खोए हुए नोड्स एक निश्चित अवधि के बाद सुरक्षित स्थिति में परिवर्तित हो जाएंगे।

इस कॉन्फ़िगरेशन के साथ, यदि कोरम नष्ट नहीं हुआ है तो हार्डवेयर वॉचडॉग टाइमर हर एन सेकंड में रीसेट हो जाता है। यदि टाइमर (आमतौर पर एन के कई गुणक) समाप्त हो जाता है, तो डिवाइस एक अशोभनीय पावर डाउन (शटडाउन नहीं) करता है।

यह दृष्टिकोण बहुत प्रभावी है, लेकिन कोरम के बिना इसे प्रबंधित करने के लिए क्लस्टर के भीतर पर्याप्त जानकारी नहीं है। नेटवर्क आउटेज और पीयर नोड विफलता के बीच अंतर बताना आसान नहीं है। इसका कारण यह है कि दो मामलों के बीच अंतर करने की क्षमता के बिना, आप दोनों मामलों में समान व्यवहार चुनने के लिए मजबूर होते हैं।

एक मोड चुनने में समस्या यह है कि ऐसी कोई कार्रवाई नहीं है जो उपलब्धता को अधिकतम करती हो और डेटा हानि को रोकती हो।

• यदि आप यह मान लेते हैं कि एक सहकर्मी नोड सक्रिय है लेकिन वास्तव में विफल रहता है, तो क्लस्टर अनावश्यक रूप से उन सेवाओं को रोक देगा जो विफल सहकर्मी नोड से सेवाओं के नुकसान की भरपाई के लिए चल रही होंगी।
• यदि आप यह मानने का निर्णय लेते हैं कि एक नोड डाउन है, लेकिन यह सिर्फ एक नेटवर्क विफलता थी और वास्तव में रिमोट नोड कार्यात्मक है, तो सबसे अच्छा आप परिणामी डेटा सेट के भविष्य के कुछ मैन्युअल समाधान के लिए साइन अप कर रहे हैं।

भले ही आप किस अनुमान का उपयोग करें, एक विफलता पैदा करना मामूली बात है जो या तो दोनों पक्षों को विफल कर देगी या क्लस्टर को जीवित नोड्स को बंद करने का कारण बनेगी। कोरम का उपयोग न करना वास्तव में क्लस्टर को उसके शस्त्रागार में सबसे शक्तिशाली उपकरणों में से एक से वंचित कर देता है।

यदि कोई अन्य विकल्प नहीं है, तो सबसे अच्छा तरीका उपलब्धता का त्याग करना है (यहां लेखक सीएपी प्रमेय को संदर्भित करता है)। दूषित डेटा की उच्च उपलब्धता किसी की मदद नहीं करती है, और विभिन्न डेटा सेटों को मैन्युअल रूप से समेटना भी मज़ेदार नहीं है।

कोरम

कोरम बहुत अच्छा लगता है, है ना?

एकमात्र नकारात्मक पक्ष यह है कि इसे एन सदस्यों वाले क्लस्टर में रखने के लिए, आपको अपने शेष नोड्स के एन/2+1 के बीच कनेक्शन की आवश्यकता है। जो एक नोड के विफल होने के बाद दो नोड क्लस्टर में संभव नहीं है।

जो अंततः हमें दो नोड्स वाली मूलभूत समस्या पर लाता है:
कोरम का दो नोड समूहों में कोई मतलब नहीं है, और इसके बिना कार्रवाई के पाठ्यक्रम को विश्वसनीय रूप से निर्धारित करना असंभव है जो उपलब्धता को अधिकतम करता है और डेटा हानि को रोकता है
यहां तक ​​कि एक क्रॉसओवर केबल से जुड़े दो नोड्स की प्रणाली में भी, नेटवर्क आउटेज और अन्य नोड की विफलता के बीच निश्चित रूप से अंतर करना असंभव है। एक छोर को अक्षम करना (जिसकी संभावना, निश्चित रूप से, नोड्स के बीच की दूरी के समानुपाती होती है) किसी भी धारणा को अमान्य करने के लिए पर्याप्त होगी कि लिंक का स्वास्थ्य साझेदार नोड के स्वास्थ्य के बराबर है।

दो-नोड क्लस्टर कार्य बनाना

कभी-कभी ग्राहक तीसरा नोड नहीं खरीद सकता या नहीं खरीदना चाहता, और हमें विकल्प तलाशने के लिए मजबूर होना पड़ता है।

विकल्प 1 - डुप्लिकेट पृथक्करण विधि

एक नोड का आईएलओ या आईपीएमआई डिवाइस विफलता के एक बिंदु का प्रतिनिधित्व करता है, क्योंकि यदि यह विफल हो जाता है, तो बचे हुए लोग नोड को सुरक्षित स्थिति में लाने के लिए इसका उपयोग नहीं कर सकते हैं। 3 या अधिक नोड्स के क्लस्टर में, हम कोरम की गणना करके और एक हार्डवेयर वॉचडॉग (एक अप्रत्यक्ष पृथक्करण तंत्र, जैसा कि पहले चर्चा की गई है) का उपयोग करके इसे कम कर सकते हैं। दो नोड्स के मामले में, हमें इसके बजाय नेटवर्क बिजली वितरण इकाइयों (पीडीयू) का उपयोग करना चाहिए।

विफलता के बाद, उत्तरजीवी सबसे पहले प्राथमिक पृथक्करण उपकरण (एम्बेडेड आईएलओ या आईपीएमआई) से संपर्क करने का प्रयास करता है। यदि यह सफल होता है, तो पुनर्प्राप्ति सामान्य रूप से जारी रहती है। यदि आईएलओ/आईपीएमआई डिवाइस विफल हो जाता है तो ही पीडीयू तक पहुंच होती है; यदि पहुंच सफल होती है, तो पुनर्प्राप्ति जारी रह सकती है।

पीडीयू को क्लस्टर ट्रैफ़िक से भिन्न नेटवर्क पर रखना सुनिश्चित करें, अन्यथा एक भी नेटवर्क विफलता दोनों पृथक्करण उपकरणों तक पहुंच को अवरुद्ध कर देगी और सेवाओं की बहाली को अवरुद्ध कर देगी।

यहां आप पूछ सकते हैं - क्या पीडीयू विफलता का एकमात्र बिंदु है? जिसका उत्तर है, अवश्य है।

यदि यह जोखिम आपके लिए महत्वपूर्ण है, तो आप अकेले नहीं हैं: दोनों नोड्स को दो पीडीयू से कनेक्ट करें और क्लस्टरिंग सॉफ़्टवेयर को नोड्स को चालू और बंद करते समय दोनों का उपयोग करने के लिए कहें। यदि एक पीडीयू समाप्त हो जाता है तो क्लस्टर अब सक्रिय रहता है, और पुनर्प्राप्ति को अवरुद्ध करने के लिए दूसरे पीडीयू या आईपीएमआई डिवाइस की दूसरी विफलता की आवश्यकता होगी।

विकल्प 2 - एक मध्यस्थ जोड़ना

कुछ परिदृश्यों में, जबकि डुप्लिकेट पृथक्करण विधि तकनीकी रूप से संभव है, यह राजनीतिक रूप से कठिन है। कई कंपनियां प्रशासकों और एप्लिकेशन मालिकों के बीच कुछ अलगाव रखना पसंद करती हैं, और सुरक्षा के प्रति जागरूक नेटवर्क प्रशासक हमेशा किसी के साथ पीडीयू एक्सेस सेटिंग्स साझा करने के बारे में उत्साहित नहीं होते हैं।

इस मामले में, अनुशंसित विकल्प एक तटस्थ तृतीय पक्ष बनाना है जो कोरम गणना को पूरक कर सके।

विफलता की स्थिति में, सेवाओं को बहाल करने के लिए एक नोड को अपने सहकर्मी या मध्यस्थ की एयरवेव्स को देखने में सक्षम होना चाहिए। यदि दोनों नोड आर्बिटर को देख सकते हैं लेकिन एक दूसरे को नहीं देख सकते हैं तो आर्बिटर में एक डिस्कनेक्ट फ़ंक्शन भी शामिल होता है।

इस विकल्प का उपयोग अप्रत्यक्ष पृथक्करण विधि के साथ संयोजन में किया जाना चाहिए, जैसे कि हार्डवेयर वॉचडॉग टाइमर, जिसे मशीन को मारने के लिए कॉन्फ़िगर किया गया है यदि यह अपने सहकर्मी और आर्बिटर नोड से कनेक्शन खो देता है। इस प्रकार, एक उत्तरजीवी उचित रूप से यह मान सकता है कि हार्डवेयर वॉचडॉग टाइमर समाप्त होने के बाद उसका सहकर्मी नोड सुरक्षित स्थिति में होगा।

एक मध्यस्थ और तीसरे नोड के बीच व्यावहारिक अंतर यह है कि एक मध्यस्थ को संचालित करने के लिए बहुत कम संसाधनों की आवश्यकता होती है और संभावित रूप से एक से अधिक क्लस्टर की सेवा कर सकता है।

विकल्प 3 - मानवीय कारक

जीवित बचे लोगों के लिए अंतिम दृष्टिकोण यह है कि वे जो भी सेवाएँ पहले से चला रहे हैं उन्हें चालू रखें, लेकिन नई सेवाएँ तब तक शुरू न करें जब तक कि या तो समस्या स्वयं हल न हो जाए (नेटवर्क पुनर्स्थापना, नोड रिबूट) या कोई व्यक्ति मैन्युअल रूप से यह पुष्टि करने की ज़िम्मेदारी न ले कि दूसरा पक्ष मर चुका है।

बोनस विकल्प

क्या मैंने बताया कि आप तीसरा नोड जोड़ सकते हैं?

दो रैक

तर्क के लिए, आइए दिखावा करें कि मैंने आपको तीसरे नोड की खूबियों के बारे में आश्वस्त कर दिया है, अब हमें नोड्स की भौतिक व्यवस्था पर विचार करना चाहिए। यदि उन्हें एक ही रैक में रखा जाता है (और संचालित किया जाता है), तो यह भी एसपीओएफ का गठन करता है, और जिसे दूसरा रैक जोड़कर हल नहीं किया जा सकता है।

यदि यह आश्चर्यजनक है, तो विचार करें कि यदि दो नोड्स वाला रैक विफल हो गया तो क्या होगा, और जीवित नोड उसके और नेटवर्क विफलता के बीच कैसे अंतर करेगा।

संक्षिप्त उत्तर यह है कि यह संभव नहीं है, और हम फिर से दो नोड्स के मामले में सभी समस्याओं से निपट रहे हैं। या उत्तरजीवी:

• कोरम को नजरअंदाज करता है और नेटवर्क आउटेज के दौरान गलत तरीके से बहाली शुरू करने का प्रयास करता है (पृथक्करण को पूरा करने की क्षमता एक अलग कहानी है और इस पर निर्भर करती है कि क्या पीडीयू शामिल है और क्या वे किसी भी रैक के साथ शक्ति साझा करते हैं), या
• कोरम का सम्मान करता है और अपने सहकर्मी नोड के विफल होने पर समय से पहले ही डिस्कनेक्ट हो जाता है

किसी भी मामले में, दो रैक एक से बेहतर नहीं हैं, और नोड्स को या तो स्वतंत्र बिजली आपूर्ति प्राप्त करनी चाहिए या तीन (या अधिक, आपके पास कितने नोड्स हैं) के आधार पर रैक में वितरित किया जाना चाहिए।

दो डेटा सेंटर

इस बिंदु पर, जो पाठक अब जोखिम से नहीं डरते, वे आपदा पुनर्प्राप्ति पर विचार करना चाह सकते हैं। क्या होता है जब एक क्षुद्रग्रह तीन अलग-अलग रैक में फैले हमारे तीन नोड्स के साथ एक ही डेटा सेंटर से टकराता है? जाहिर तौर पर बुरी बातें, लेकिन आपकी ज़रूरतों के आधार पर, दूसरा डेटा सेंटर जोड़ना पर्याप्त नहीं हो सकता है।

यदि सही ढंग से किया जाता है, तो दूसरा डेटा सेंटर आपको आपकी सेवाओं और उनके डेटा की एक अद्यतन और सुसंगत प्रतिलिपि प्रदान करता है (और उचित रूप से भी)। हालाँकि, दो-नोड, दो-रैक परिदृश्यों की तरह, अधिकतम उपलब्धता सुनिश्चित करने और भ्रष्टाचार (या डेटा सेट विसंगतियों) को रोकने के लिए सिस्टम में पर्याप्त जानकारी नहीं है। यहां तक ​​कि तीन नोड्स (या रैक) के साथ, उन्हें केवल दो डेटा केंद्रों में वितरित करने से सिस्टम किसी (अब बहुत अधिक संभावना वाली) घटना की स्थिति में विश्वसनीय रूप से सही निर्णय लेने में असमर्थ हो जाता है, जिसमें दोनों पक्ष संवाद नहीं कर सकते हैं।

इसका मतलब यह नहीं है कि दोहरा डेटा सेंटर समाधान कभी उपयुक्त नहीं होता है। कंपनियां अक्सर चाहती हैं कि कोई व्यक्ति बैकअप डेटा सेंटर में जाने का असाधारण कदम उठाने से पहले जागरूक हो जाए। बस ध्यान रखें कि यदि आप आउटेज को स्वचालित करना चाहते हैं, तो आपको कोरम को समझने के लिए या तो तीसरे डेटा सेंटर की आवश्यकता होगी (या तो सीधे या मध्यस्थ के माध्यम से), या आपको संपूर्ण डेटा को विश्वसनीय रूप से बंद करने का एक तरीका मिलेगा केंद्र।

स्रोत: www.habr.com