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

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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
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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 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.

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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 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

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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)

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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 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

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Introdução


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
1 Introdução
Conceitos
Deﬁnição
2 SPOFs
3 Soluções em HA
Fontes Redudantes
Links Redundantes
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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

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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
1 Introdução
Conceitos
Deﬁnição
2 SPOFs
3 Soluções em HA
Fontes Redudantes
Links Redundantes
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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

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

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

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
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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


Sistema de arquivo consistente
Compatível com o esquema de journaling - EXT3
Opções: ZFS, GFS...

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Soluções em HA

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

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

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Estudo de caso - FAPEAL

Conteúdo I
1 Introdução
Conceitos
Deﬁnição
2 SPOFs
3 Soluções em HA
Fontes Redudantes
Links Redundantes
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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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Perguntas?

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