معرفی Fail-over Cluster

در دنیای امروز که داده‌ها و دسترسی مداوم به آن‌ها بخش جدایی‌ناپذیر از کسب‌ و کارها شده‌اند، تضمین پایداری و دسترس‌پذیری سیستم‌ها اهمیتی حیاتی یافته است. در این میان Fail-over Cluster یکی از راهکارهای موثر در این زمینه است که با ایجاد یک محیط کاری متشکل از چندین سرور، اطمینان می‌دهد که حتی در صورت بروز خطا در یکی از اجزا، سرویس‌دهی بدون وقفه ادامه یابد.

این تکنولوژی که بر پایه اصول Redundancy و High Availability بنا شده است، به مدیران سیستم امکان می‌دهد تا با خیالی آسوده‌تر به فعالیت‌های روزمره خود بپردازند. در ادامه این مقاله، به بررسی دقیق‌تر مفاهیم، مزایا، چالش‌ها و نحوه پیاده‌سازی Fail-over Clusters خواهیم پرداخت و با مثال‌های عملی، شما را در مسیر راه‌اندازی و مدیریت این سیستم‌ها همراهی خواهیم کرد.

برای کسب اطلاعات بیشتر و درک عمیق‌تر از این موضوع، به بخش‌های بعدی مقاله بلاگ موسسه کندو مراجعه فرمایید.

Fail-over Cluster چیست؟

Fail-over Cluster یک سیستم محاسباتی است که در آن چندین سرور به گونه‌ای با هم کار می‌کنند که در صورت بروز خطا در یکی از آن‌ها، سرور دیگری به طور خودکار جایگزین شده و کار را ادامه دهد. این فرآیند اطمینان می‌دهد که برنامه‌ها و خدمات مهم بدون وقفه و با حداقل زمان توقف فعال بمانند.

به عبارت دیگر، Fail-over Clustering به معنای ایجاد یک محیط کاری پایدار و قابل اعتماد است که در آن، داده‌ها و سرویس‌ها حتی در شرایط خرابی سخت‌افزار یا نرم‌افزار، همچنان در دسترس هستند. این تکنولوژی برای سازمان‌هایی که نیازمند دسترسی مداوم به داده‌ها هستند، بسیار حیاتی است.

انواع Failover Cluster

در حقیقت یک گروه از کامپیوترهای مستقل است که با هم کار می‌کنند تا در دسترس بودن و مقیاس‌پذیری نقش‌های خوشه‌ای را افزایش دهند. در ادامه به برخی از انواع اصلی Failover Cluster اشاره شده است.

Windows Server Failover Cluster (WSFC)

SQL Server از خدمات و قابلیت‌های WSFC برای پشتیبانی از گروه‌های در دسترسی Always On و نمونه‌های خوشه‌ای Failover SQL Server استفاده می‌کند.

WSFC شامل مفاهیم زیر است:

• Node: یک سرور که در یک WSFC شرکت می‌کند.
• Cluster resource: یک نهاد فیزیکی یا منطقی که می‌تواند توسط یک گره متعلق شود، آنلاین و آفلاین شود، بین گره‌ها منتقل شود و به عنوان یک شیء خوشه مدیریت شود.
• Role: مجموعه‌ای از منابع خوشه که به عنوان یک شی خوشه تکی مدیریت می‌شوند تا قابلیت خاصی را فراهم کنند.
• Quorum mode: پیکربندی کوئروم در یک خوشه failover که تعیین می‌کند چند شکست گره خوشه می‌تواند تحمل کند.

Red Hat Linux Failover Clusters

یک راهکار برای افزایش در دسترس بودن و مقیاس‌پذیری سرویس‌ها در سیستم‌های مبتنی بر Red Hat Linux است. این خوشه‌ها از چندین سرور مستقل تشکیل شده‌اند که با هم کار می‌کنند تا در صورت شکست یکی از سرورها، سرویس‌ها به سرور دیگر منتقل شود.

Red Hat Linux Failover Clusters از مدیریت منابع Pacemaker برای پیکربندی خوشه‌های با در دسترس بودن بالا استفاده می‌کند. Pacemaker یک سیستم مدیریت منابع خوشه است که می‌تواند منابع را بین گره‌های خوشه منتقل کند.

برخی از ویژگی‌های اصلی Red Hat Linux Failover Clusters عبارتند از:

• High Availability: در صورت شکست یک گره، خدمات به گره دیگر منتقل می‌شوند، بدون اینکه قطعی در دسترسی خدمات ایجاد شود.
• Pacemaker: می‌تواند منابع را بین گره‌های خوشه منتقل کند.
• Scalability: امکان افزودن گره‌های جدید به خوشه برای افزایش ظرفیت و کارایی.

SQL Server Failover Clusters

VMware Failover Cluster یک راهکار پیشرفته برای تضمین دسترس‌پذیری بالا و پایداری سرویس‌ها در محیط‌های مجازی‌سازی است. این سیستم اجازه می‌دهد تا چندین ماشین مجازی (VM) به صورت یک خوشه (Cluster) با هم کار کنند، به طوری که اگر یکی از VM‌ها با خطا مواجه شود، VM دیگری به طور خودکار فعال شده و وظایف آن را بر عهده می‌گیرد.

این فرآیند با استفاده از مکانیزم‌هایی مانند SCSI-3 Persistent Reservations (SCSI3-PRs) انجام می‌شود که به VM‌ها اجازه می‌دهد برای دسترسی به دیسک‌های مشترک، با یکدیگر هماهنگ شوند.

در محیط VMware، Failover Clustering می‌تواند به دو صورت پیاده‌سازی شود:

•  Cluster-across-boxes (CAB) که در آن VM‌های مختلف بر روی چندین میزبان ESXi قرار دارند و Cluster-in-a-box (CIB) که همه VM‌ها بر روی یک میزبان ESXi واحد قرار دارند. CAB برای محیط‌های تولیدی توصیه می‌شود زیرا در صورت خرابی یک میزبان ESXi، تنها یک نود از خوشه تحت تأثیر قرار می‌گیرد و دیگر نودها می‌توانند کار را ادامه دهند. در حالی که CIB بیشتر برای محیط‌های آزمایشی یا توسعه استفاده می‌شود.
• این تکنولوژی برای سازمان‌هایی که به دنبال راهکارهایی برای کاهش زمان توقف خدمات و افزایش دسترس‌پذیری هستند، بسیار ارزشمند است. به عبارتی با استفاده از VMware Failover Clustering، می‌توانید اطمینان حاصل کنید که برنامه‌ها و سرویس‌های حیاتی شما حتی در صورت بروز مشکلات ناگهانی، همچنان در دسترس می‌مانند.

تفاوت NLB Clustering و Failover Clustering در چیست ؟

NLB Clustering و Failover Clustering دو رویکرد متفاوت در مدیریت بار و دسترس‌پذیری در شبکه‌های کامپیوتری هستند.

NLB Clustering، که مخفف Network Load Balancing است، بر توزیع بار و درخواست‌های شبکه بین چندین سرور متمرکز است. در این روش، همه سرورها یا نودها به طور همزمان فعال هستند و می‌توانند به درخواست‌های کاربران پاسخ دهند. این سیستم بیشتر برای سرویس‌هایی که نیاز به بروزرسانی داده‌ها ندارند، مانند وب ‌سرورها، مناسب است.

در مقابل، Failover Clustering بر تضمین دسترس‌پذیری و پایداری سرویس‌ها تمرکز دارد. در این سیستم، فقط یک سرور یا نود در هر لحظه به درخواست‌ها پاسخ می‌دهد و در صورت بروز خطا یا شکست، سرور دیگری به طور خودکار جایگزین می‌شود تا سرویس‌دهی بدون وقفه ادامه یابد. Failover Clustering برای سرویس‌هایی که داده‌هایشان به طور مداوم در حال تغییر هستند، مانند پایگاه داده‌ها و سرورهای ایمیل، مناسب است.

یکی دیگر از تفاوت‌های کلیدی این دو سیستم در نحوه ذخیره‌سازی داده‌ها است. در NLB Clustering، هر سرور می‌تواند داده‌ها را در حافظه داخلی خود ذخیره کند، در حالی که در Failover Clustering، سرورها از فضای ذخیره‌سازی مشترک یا Shared Storage استفاده می‌کنند تا از تناقض و ناهماهنگی در داده‌ها جلوگیری شود.

بنابراین، انتخاب بین NLB و Failover Clustering بستگی به نیازهای خاص سازمان و نوع سرویس‌هایی دارد که قرار است ارائه شوند. NLB برای توزیع بار و پاسخگویی موازی مناسب است، در حالی که Failover Clustering برای تضمین دسترس‌پذیری مداوم و مدیریت شکست‌ها به کار می‌رود.

سخن آخر

Failover Cluster یک تکنولوژی است که به منظور افزایش در دسترس بودن و مقیاس‌پذیری سرویس‌ها و برنامه‌ها طراحی شده است. این تکنولوژی از چندین سرور مستقل استفاده می‌کند که با هم کار می‌کنند تا در صورت شکست یکی از سرورها، خدمات به سرور دیگر منتقل شود.

این امر باعث می‌شود که خدمات و برنامه‌ها همیشه در دسترس باشند، حتی در صورت بروز مشکلات فنی یا خرابی‌های ناگهانی. Failover Clusters در سیستم ‌های مختلف عاملی مانند Windows Server و Red Hat Linux و همچنین در پایگاه‌های داده مانند SQL Server کاربرد دارد. در واقع این تکنولوژی یکی از راه‌های موثر برای افزایش قابلیت اطمینان و کارایی سیستم‌های اطلاعاتی است.