High Availability

1
High Availability

• Servicios de alta disponibilidad

Surge la necesidad a raíz de la implantación de
las empresas en Internet.

• Queremos conseguir...
• Mantener los servicios online
• Ofrecer calidad de imagen
• Ahorrar dinero

2
Dos ideas

• Sistemas tolerantes a fallos
• Todos los recursos necesarios están replicados
  para ofrecer una disponibilidad continua en caso
  de fallo.
• Sistemas de Alta Disponibilidad
• Se replican aquellos recursos imprescindibles y
  se gestiona, mediante software, el fallo de los
  recursos y su recuperación.

3
Pros y contras

• Sistemas tolerantes a fallos
• Disponibilidad total.
• Coste elevado (hardware y software
  especializado).
• Sistemas de Alta Disponibilidad
• Bajo coste. (software especializado, hardware
  estándar).
• Grado menor de disponibilidad.

4
Sistemas de alta disponibilidad

• Software estudiado
• FailSafe
• Linux Virtual Server (LVS)

5
FailSafe

• Ofrece servicios de alta disponibilidad sobre un
  cluster.
• Cluster de 2 a 8 servidores.
• Diferentes topologías del cluster
• Dos servidores.
• Configuración en anillo. (Ring)
• Estrella (n servidores 1 backup).

6
FailSafe Primera idea

• Si un nodo o una de sus componentes falla otro
  nodo del cluster recupera el servicio(s).
• Para el cliente es casi transparente.
• Encargado Proceso de failover.

7
Filosofia del Failover

• Se ejecuta gracias a el software monitorización
  (heartbeat).
• Mueve los grupos de recursos entre nodos
  siguiendo unas políticas ya definidas.
• Cada nodo puede tener más de un grupo.
• Cada grupo de recursos consta de diferentes tipos
  de recursos.

8
FailSafe Ejemplo
IP address 1 Web_server 1
A
IP address 2 Web_server 2
IP address 2 Web_server 2
X
B
C
IP address 4 Base de datos
IP address 3 DNS NTP
IP address 3 DNS NTP
9
Algunas Notas

• Basado en arquitectura CHAOS
• (Clustered High Availability Operating Services)
• Las maquinas han de estar un poco
  sobredimensionadas.
• Es poco escalable.
• Para aumentar más la fiabilidad se puede combinar
  con RAID o DRBD.

10
Linux Virtual Server

• Ofrece servicios de alta disponibilidad sobre un
  cluster
• Permite una gran escalabilidad del servicio
• Todos los nodos ofrecen el mismo recurso

11
Idea de funcionamiento

• Uno de los nodos, el load balancer, recibe todas
  las peticiones.
• Los demás nodos ofrecen todos el(los) mismo(s)
  servicio(s).
• El load balancer redirige cada petición al nodo
  que esté en mejores condiciones para atenderla.

12
Esquema general
13
Posibles configuraciones

• NAT
• IP Tunneling
• Direct Routing

14
Network Address Translation (NAT)

• El load balancer recibe la petición del cliente
• El paquete es reescrito y enviado a uno de los
  servidores
• El servidor procesa la petición y devuelve los
  resultados
• El load balancer rescribe los paquetes de
  respuesta y los reenvía al cliente.

15
Funcionamiento de NAT
16
IP Tunneling

• IP Tunneling consiste en encapsular un datagrama
  IP dentro de otro y redirigirlo a otra máquina.
• La máquina receptora debe desencapsular el
  paquete.

17
IP Tunneling

• El load balancer recibe la petición del cliente.
• El paquete es encapsulado y reenviado a uno de
  los servidores.
• El servidor desencapsula el paquete, procesa la
  petición y devuelve los resultados directamente
  al cliente.

18
Funcionamiento de IP Tunneling
19
Direct Routing

• Todas las máquinas comparten la misma IP.
• El load balancer enruta el paquete del cliente al
  servidor elegido basándose en la dirección MAC.

• Los demás servidores, pese a tener la misma IP,
  rechazarán el paquete.

20
Direct Routing

• El load balancer recibe la petición del cliente.
• Se elige el servidor adecuado y se enruta el
  paquete hacia él mediante su dirección MAC.
• El servidor procesa la petición y devuelve los
  datos al cliente directamente.

21
Funcionamiento del Direct Routing
22
Ventajas e inconvenientes
23
Qué pasa si cae el load balancer?

• El load balancer es un punto único de fallo.
• Para solventar esto, el load balancer está
  replicado.
• Ambos comprueban continuamente si su compañero
  está funcionando.
• Si el load balancer de backup detecta que el
  principal cae, pasa ha hacer las funciones de
  este hasta su recuperación.

24
Load balancer replicado
25
Algunas notas

• Linux Virtual Server es ideal para ofrecer alta
  disponibilidad en entornos escalables de gran
  volumen de tráfico.
• Es una solución de bajo coste sólo precisa un
  servidor más de los realmente necesarios.

26
Algunos links de interés

• oss.sgi.com/projects/failsafe/
• www.linuxvirtualserver.org
• www.redhat.com/support/wpapers/piranha/
• www.coda.cs.cmu.edu/
• www.linux-ha.org/
• www.alteonwebsystems.com/