Alta Disponibilidade em Ambientes Linux




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      Falha, Erro e Defeito




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      Os “noves”




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    Definição


      O que é Alta Disponibilidade (HA)?



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    Processos Organizacionais


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    Fontes Redudantes


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    Links Redundantes


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Alta Disponibilidade em Ambientes Linux

  1. 1. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Felipe Buarque de Queiroz Jorge Fernando Matsudo Iwano {felipe.buarque, jorge.iwano}@gmail.com Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Alagoas - FAPEAL Unidade Gestora de Tecnologia da Informação - UGTI Agosto de 2009 1 / 32
  2. 2. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Introdução Conteúdo I 1 Introdução Conceitos Definição Processos Organizacionais 2 SPOFs 3 Soluções em HA Fontes Redudantes Links Redundantes Monitoração de Nós Replicação de discos Sistemas de Arquivos Monitoração de Serviços 4 Estudo de caso - FAPEAL 2 / 32
  3. 3. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux 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 de 99, 99% a 99, 999% Disponibilidade Contínua: cada vez mais próximo de 100% de disponibilidade. Tempo de inoperância desprezível. Todas as paradas são mascaradas. 3 / 32
  4. 4. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux 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 4 / 32
  5. 5. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Introdução Conceitos Failover e Failback Failover: Processo no qual um recurso assume os serviços de outro similar quando este último apresenta falha. Pode ser automático ou manual, sendo o primeiro desejado em um ambiente de alta disponibilidade Failback: Após a manutenção e correção, sendo recuperado do estado de falha, o recurso é colocado em serviço, e então se realiza o processo inverso ao de failover. Pode ser automático ou manual, sendo este segundo muitas vezes desejado de forma a não haver nova interrupção nos serviços 5 / 32
  6. 6. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Introdução Conceitos Estatísticas MTBF (Mean Time Between Failure): Tempo total de operação / Número total de falhas MTTR (Mean Time To Repair) Disponibilidade: MTBF / (MTBF + MTTR) 6 / 32
  7. 7. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Introdução Conceitos Os “noves” 7 / 32
  8. 8. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Introdução Definição O que é Alta Disponibilidade (HA)? HA Projeto e desenho de todo o sistema e sua implementação correspondente, de modo a possuir um grau absoluto de continuidade operacional durante um período determinado NÃO é um produto ou aplicação, é uma característica do sistema 8 / 32
  9. 9. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Introdução Definição O que é Alta Disponibilidade (HA)? HA Projeto e desenho de todo o sistema e sua implementação correspondente, de modo a possuir um grau absoluto de continuidade operacional durante um período determinado NÃO é um produto ou aplicação, é uma característica do sistema 8 / 32
  10. 10. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Introdução Processos Organizacionais 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 9 / 32
  11. 11. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Introdução Processos Organizacionais Processos Organizacionais 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 10 / 32
  12. 12. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux SPOFs Conteúdo I 1 Introdução Conceitos Definição Processos Organizacionais 2 SPOFs 3 Soluções em HA Fontes Redudantes Links Redundantes Monitoração de Nós Replicação de discos Sistemas de Arquivos Monitoração de Serviços 4 Estudo de caso - FAPEAL 11 / 32
  13. 13. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux SPOFs Single Points of Failure - SPOFs Recurso do sistema em que, caso falhe, provoca a indisponibilidade de todo o sistema Reduzir os SPOFs exige custos e adiciona um considerável grau de complexidade na infra-estrutura Um bom design de HA elimina pontos simples de falha 12 / 32
  14. 14. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux SPOFs SPOF - Exemplo 13 / 32
  15. 15. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux 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 14 / 32
  16. 16. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Conteúdo I 1 Introdução Conceitos Definição Processos Organizacionais 2 SPOFs 3 Soluções em HA Fontes Redudantes Links Redundantes Monitoração de Nós Replicação de discos Sistemas de Arquivos Monitoração de Serviços 4 Estudo de caso - FAPEAL 15 / 32
  17. 17. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Fontes Redudantes Fontes Redudantes Possibilidade de substituição “a quente” Fases de energia distintas Disponibilidade de gerador 16 / 32
  18. 18. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Links Redundantes Links Redundantes Links de operadoras distintas Autonomous Systems Virtual Router Redundancy Protocol (VRRP) 17 / 32
  19. 19. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Links Redundantes Links Redundantes 18 / 32
  20. 20. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Monitoração de Nós Heartbeat Núcleo do ambiente de HA Monitoramento dos servidores em produção Coordena as ações de failover e failback 19 / 32
  21. 21. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux 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 20 / 32
  22. 22. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Replicação de discos Redundant Array of Independent Drives - RAID Subsistema de armazenamento composto de vários discos individuais 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 21 / 32
  23. 23. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Replicação de discos RAID Figura: Exemplo de RAID 10 22 / 32
  24. 24. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Replicação de discos Distributed Replicated Block Device - DRBD Espelhamento de dados, entre servidores, em partições Conhecido como RAID 1 via rede 23 / 32
  25. 25. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Sistemas de Arquivos Sistemas de Arquivos Sistema de arquivo consistente Compatível com o esquema de journaling - EXT3 Opções: ZFS, GFS... 24 / 32
  26. 26. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux 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 25 / 32
  27. 27. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Soluções em HA Monitoração de Serviços HAProxy Responsável por balancear a carga entre servidores de um cluster Provê suporte a failover e controle de sessão Provê relatórios do sistema na web 26 / 32
  28. 28. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Estudo de caso - FAPEAL Conteúdo I 1 Introdução Conceitos Definição Processos Organizacionais 2 SPOFs 3 Soluções em HA Fontes Redudantes Links Redundantes Monitoração de Nós Replicação de discos Sistemas de Arquivos Monitoração de Serviços 4 Estudo de caso - FAPEAL 27 / 32
  29. 29. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Estudo de caso - FAPEAL 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 28 / 32
  30. 30. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Estudo de caso - FAPEAL Estado atual Heartbeat + DRBD 29 / 32
  31. 31. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Estudo de caso - FAPEAL Planos futuros HAProxy + KeepAlived + Heartbeat + DRBD + Mon 30 / 32
  32. 32. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Estudo de caso - FAPEAL Links Interessantes Linux HA - http://www.linux-ha.org/ LVS Project - http://www.linuxvirtualserver.org/ 31 / 32
  33. 33. Alta Disponibilidade em Ambientes Linux Estudo de caso - FAPEAL Perguntas? 32 / 32

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