Alta Disponibilidade em Ambientes Linux

Alta Disponibilidade em Ambientes Linux


Felipe Buarque de QueirozJorge Fernando Matsudo Iwano

{felipe.buarque, jorge.iwano}@gmail.com

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas - FAPEALUnidade Gestora de Tecnologia da Informação - UGTI

Agosto de 2009

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Introdução

Conteúdo I

1 IntroduçãoConceitosDefiniçãoProcessos Organizacionais

2 SPOFs

3 Soluções em HAFontes RedudantesLinks RedundantesMonitoração de NósReplicação de discosSistemas de ArquivosMonitoração de Serviços

4 Estudo de caso - FAPEAL

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Introdução

Conceitos

Tipos de disponibilidade

Disponibilidade Básica: encontrada em máquinas comuns,sem nenhum mecanismo especial em software ou hardware.Disponibilidade de 99% a 99, 9%

Alta Disponibilidade: adiciona-se mecanismos de detecção,recuperação e mascaramento de falhas. Disponibilidade de99, 99% a 99, 999%

Disponibilidade Contínua: cada vez mais próximo de 100%de disponibilidade. Tempo de inoperância desprezível. Todasas paradas são mascaradas.

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Introdução

Conceitos

Falha, Erro e Defeito

Falha: Ocorre no universo físico, nível mais baixo do hardware

Erro: Representação da falha no universo informacional

Defeito: Informação errônea não percebida e não tratada.Percebido no universo do usuário como travamento,mensagens de erro ou perda de dados

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Introdução

Conceitos

Failover e Failback

Failover: Processo no qual um recurso assume os serviços deoutro similar quando este último apresenta falha. Pode serautomático ou manual, sendo o primeiro desejado em umambiente de alta disponibilidade

Failback: Após a manutenção e correção, sendo recuperadodo estado de falha, o recurso é colocado em serviço, e entãose realiza o processo inverso ao de failover. Pode serautomático ou manual, sendo este segundo muitas vezesdesejado de forma a não haver nova interrupção nos serviços

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Introdução

Conceitos

Estatísticas

MTBF (Mean Time Between Failure): Tempo total deoperação / Número total de falhas

MTTR (Mean Time To Repair)

Disponibilidade: MTBF / (MTBF + MTTR)

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Introdução

Conceitos

Os “noves”

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Introdução

Definição

O que é Alta Disponibilidade (HA)?

HA

Projeto e desenho de todo o sistema e sua implementaçãocorrespondente, de modo a possuir um grau absoluto decontinuidade operacional durante um período determinado

NÃO é um produto ou aplicação, é uma característica dosistema

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Introdução

Definição

O que é Alta Disponibilidade (HA)?

HA

Projeto e desenho de todo o sistema e sua implementaçãocorrespondente, de modo a possuir um grau absoluto decontinuidade operacional durante um período determinado

NÃO é um produto ou aplicação, é uma característica dosistema

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Introdução

Processos Organizacionais


Identificar picos de demanda

Estabelecer metas de disponibilidade

Construir ambiente físico apropriado

Criar processos automatizados

Utilizar ambiente de desenvolvimento e testes

Manter estoque de peças sobressalentes

Contratar capacidade por demanda

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Introdução



Definir um processo de escalonamento

Realizar um planejamento para desastres

Treinar a equipe para administração do sistema em HA

Realizar testes periodicamente

Documentar todo e qualquer detalhe

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SPOFs

Conteúdo I


2 SPOFs



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SPOFs

Single Points of Failure - SPOFs

Recurso do sistema em que, caso falhe, provoca aindisponibilidade de todo o sistema

Reduzir os SPOFs exige custos e adiciona um considerávelgrau de complexidade na infra-estrutura

Um bom design de HA elimina pontos simples de falha

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SPOFs

SPOF - Exemplo

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SPOFs

Eliminando os SPOFs

Conexão LAN

Interface LAN

Discos do sistema (ROOT disk)

Discos dos dados

Fonte de energia

Interface com os discos

Sistema Operacional

Programas aplicativos

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Soluções em HA

Conteúdo I


2 SPOFs



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Soluções em HA

Fontes Redudantes

Fontes Redudantes

Possibilidade de substituição “a quente”

Fases de energia distintas

Disponibilidade de gerador

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Soluções em HA

Links Redundantes

Links Redundantes

Links de operadoras distintas

Autonomous Systems

Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP)

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Soluções em HA

Links Redundantes

Links Redundantes

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Soluções em HA

Monitoração de Nós

Heartbeat

Núcleo do ambiente de HA

Monitoramento dos servidores em produção

Coordena as ações de failover e failback

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Soluções em HA

Monitoração de Nós

KeepAlived

Adiciona facilidades ao LVS Project

Monitoramento dos servidores do pool LVS

Implementa o VRRP v2 para coordenar ações de failover

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Soluções em HA

Replicação de discos

Redundant Array of Independent Drives - RAID

Subsistema de armazenamento composto de vários discosindividuais

2 objetivos básicos: desempenho e segurança

Implementação via hardware ou software

Técnicas:

RAID 0

RAID 1

RAID 2

RAID 3

RAID 4

RAID 5

RAID 6

RAID 10

RAID 50

RAID 100

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Soluções em HA


RAID

Figura: Exemplo de RAID 10

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Soluções em HA


Distributed Replicated Block Device - DRBD

Espelhamento de dados, entre servidores, em partições

Conhecido como RAID 1 via rede

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Soluções em HA

Sistemas de Arquivos

Sistemas de Arquivos

Sistema de arquivo consistente

Compatível com o esquema de journaling - EXT3

Opções: ZFS, GFS...

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Soluções em HA

Monitoração de Serviços

Mon

Responsável pelo monitoramento de serviços

Envia alertas ao administrador da rede sobre quedas de serviço

Permite customização de scripts de alertas

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Soluções em HA

Monitoração de Serviços

HAProxy

Responsável por balancear a carga entre servidores de umcluster

Provê suporte a failover e controle de sessão

Provê relatórios do sistema na web

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Estudo de caso - FAPEAL

Conteúdo I


2 SPOFs



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Ambiente

2 servidores HP DL360 virtualizados - XEN

Máquinas virtuais rodando Debian 5.0 64bits

Disponibilidade de links redundantes: RNP / Embratel

Serviços essenciais: página da FAPEAL, webmail, BCCT

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Estado atual

Heartbeat + DRBD

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Planos futuros

HAProxy + KeepAlived + Heartbeat + DRBD + Mon

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Links Interessantes

Linux HA - http://www.linux-ha.org/

LVS Project - http://www.linuxvirtualserver.org/

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http://www.linux-ha.org/

http://www.linuxvirtualserver.org/



Perguntas?

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Technology

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