FACULTAD DE TELEMÁTICA TESIS. Que para obtener el grado de. Maestro en Ciencias, Área Telemática. Presenta: Ing. Félix Ortigosa Martínez.

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1 U N I V E R S I D A D D E C O L I M A FACULTAD DE TELEMÁTICA MAESTRÍA EN CIENCIAS, ÁREA TELEMÁTICA IMPLEMENTACIÓN DE UN SERVIDOR WEB VIRTUAL BALANCEADOR DE CARGA BASADO EN LINUX. TESIS Que para obtener el grado de Maestro en Ciencias, Área Telemática Presenta: Ing. Félix Ortigosa Martínez Asesor : M en C. Juan Antonio Guerrero Ibáñez Colima, Col. Agosto de 2004.

2 DEDICADO A : A Dios por todo lo que me ha dado... Mi esposa y mi bebé, y a Mis hermanos, Mi Madre y Mi Abuela. Por su apoyo y comprensión.

3 AGRADECIMIENTOS A mis maestros de la Facultad de Telemática por su apoyo incondicional. A mi asesor por su paciencia. A mis compañeros de trabajo la CGIC, Jesús Muñiz, Justino Pineda, Lilia Sierra, Jesús Cuevas, Arturo González, Ma. Luisa Velasco, Martha Cernas, Dylva Sánchez, Ma del Refugio, por comprensión. A mis amigos de la maestría que juntos hemos llegado a tener una preparación. A los demás compañeros de los centros de investigación por su paciencia. Y alguna otra persona que alguna vez me impulso a terminar este documento.

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5 ÍNDICE Resumen I Abstract... II Objetivo... III Alcance... IV Capítulo I. Tecnología Clusters Esquemas de procesamiento en paralelo Máquinas SMP Máquinas UMA Máquinas NUMA Máquinas SIMD Máquinas MIMD SMP en contra de otras Arquitecturas Estilos de clúster Clúster Homogéneos Clúster Heterogéneos Configuración de un Clúster Arquitecturas de Clúster Características del Clúster Disponibilidad del Clúster Escalabilidad del Clúster Rendimiento del Clúster Clustering Servidores balanceadores de carga (SLB) Flexibilidad Alta disponibilidad Escalabilidad Componentes de servidores balanceadores de carga Vips - IP virtual

6 Servidores Grupos Nivel de acceso de Usuario Redundancia Roles de redundancia Escenario Redundancia Activo-en espera Escenario Redundancia Activo-activo Protocolo de redundancia virtual de enrutador (VRRP) Cable fuera de fallos Estado fuera de fallos Persistencia Verificación de servicios Algoritmos de balanceo de carga Capítulo II. Plataformas de Desarrollo Sistema Operativo Windows Terminología de Clúster Clúster de Servidores Servidores Virtuales Grupos de Recursos Arquitectura del Servicio de Clúster Server Cuatro soluciones clúster Sistema Operativo LINUX Clúster Beowulf, pionero de los clusters Evolución de la Arquitectura del Sistema Beowulf MOSIX Tipos de configuración de un Clúster Mosix Software de Programación para el Clúster PVM MPI... 56

7 Servidor Avanzado de Red Hat Soporte de la Aplicación Capítulo III. Software LVS Linux Virtual Server Configuración Típica de FOS LVS Linux Virtual Server Funcionamiento de LVS Modos de Distribución de Carga Modo DNS Round Robin Modo de Balanceo de Carga Tipos de Balanceo de carga en LVS Balanceo por NAT (VS-NAT) Balanceado por encapsulado IP (VS-Tun) Balanceado por enrutamiento directo (VS-DR) Alta Disponibilidad en LVS Configuración Típica de LVS (Linux Virtual Server) Capítulo IV. Implementación Esquema de la Implementación Instalación Configuración Capítulo V. Conclusiones Anexos Glosario Bibliografía

8 INDICE DE FIGURAS Y TABLAS Figura 1.1. Arquitectura SMP Figura 1.2. Configuración básica de un clúster Figura 1.3. Arquitectura de disco compartido Figura 1.4. Arquitectura de disco cero compartir Figura 1.5. Un escenario clustering Figura 1.6. Esquema SLB simplificado Figura 1.7. Escenario Redundancia, Activo-en espera Figura 1.8. Escenario Fuera de fallos, Activo-en espera Figura 1.9. Escenario Redundancia, Activo-Activo Figura Escenario Variación de Redundancia, Activo-Activo Figura Escenario Fuera de fallos Recuperable, Activo-Activo Figura 2.1. Cluster de servidores de dos nodos que ejecuta windows 2000 advanced Server ó Windows NT Server 4.0 edición empresarial Figura 2.2. Cluster de servidores de cuatro nodos que ejecuta windows 2000 Datacenter Server Figura 2.3. Vista física de los servidores virtuales en el servicio de cluster server 42 Figura 2.4. Vista del cliente de los servidores virtuales del servicio de cluster server.. 43 Figura 3.1. Esquema general de un LVS Linux Virtual Server Figura 3.2. Configuración de un LVS: VS-NAT Figura 3.3. Imagen LVS: LVS-NAT, esquema físico Figura 3.4. Imagen LVS: Encapsulado IP Figura 3.5. Imagen LVS: VS-Tunneling Figura 3.6. Imagen LVS: VS-Direct Routing Figura 3.7. Imagen LVS: Alta Disponibilidad Figura 3.8. Configuración Básica de un Clúster LVS Figura 3.9. Configuración Compleja de un Clúster LVS... 84

9 Figura 4.1. Esquema Básico de Clúster LVS.. 88 Figura 4.2. Diagrama de Componentes de un LVS Clúster de Red Hat 91 Figura 4.3. Diagrama del Clúster Balanceo de Carga Alta Disponibilidad Figura 5.1. Gráfica de los valores de acceso a las ligas Tabla 1. Relación de fallas en contra de la frecuencia Tabla 2 Tecnologías de cluster compatibles con las distintas versiones de sistemas operativos Tabla 3. Prestaciones ofrecidas por las distintas tecnologías de clúster Tabla 4. Métodos de direccionamiento Tabla 5. Tipos de Balanceo de Carga Tabla 6. Descripción de los Parámetros Globales del Clúster Tabla 7. Descripción de los Parámetros para el Servidor Virtual Tabla 8. Descripción de los Parámetros para los Servidores Reales Tabla 9. Herramientas de sincronización y monitoreo Tabla 10. Tiempos de Respuesta de los Sitios WEB...132

10 RESUMEN En la actualidad una tecnología predominante y necesaria es el Internet, el cual es usado principalmente para el envío y consulta de información mediante un navegador o explorador que nos facilita estas tareas, lo que conocemos como World Wide Web (WWW) ó Web. Y para la disposición de la información es elemental que los sistemas de información trabajen al 100 %, pero al usuario no le interesa mucho este aspecto ya que lo que él necesita es consultar la información de uno u otro modo. El usuario no se da cuenta que publicar o tener la información disponible tiene un costo económico y de tiempo de procesamiento muy grande. Una solución viable para que esto no llegara a interrumpir el proceso de envío y recepción de información sin tener necesidad de una inversión mayor es la tecnología clustering. Ésta tecnología se puede comprender cuando nos cuestionamos cuánto tiempo necesita tener su sistema funcionando?. Es decir, qué tanto tiempo queremos que nuestra información esté disponible. La tecnología clustering, se refiere al hardware con lo cual se construirá lo que podemos describir como clúster. En el presente trabajo, se analiza esta tecnología con la construcción de un clúster y una implementación real llamada LVS (Linux Virtual Server), con lo cual se demostrará que con pocos recursos económicos o ya existentes como puede ser un equipo obsoleto o un equipo de bajo costo se soluciona el problema de disponibilidad, escalabilidad y eficiencia que engloba un término llamado Alta Disponibilidad dentro de la WWW. I

11 ABSTRACT At the present time a predominant and necessary technology is the Internet, which is used mainly for the transference and consultation of information by means of a navigator or explorer who facilitates these tasks to us, which we all know like World Wide Web (WWW) or Web. In order to access the information, it is necessary that the information systems be working to 100%. The user is not interested in this fact, because he/she is interested in accessing the information in one way or another. The user does not realize that in order to publish or to have the information available it is needed a high cost and large processing time. A feasible solution where the high cost and large processing time would not interrupt the transference and reception of information without having necessity of a high investment is the clustering technology. This technology may be understood when we question ourselves: how much time do you need to have your system working? Meaning, how much time do we want that our information be available? Cluster technology aims the hardware which is commonly referred as cluster. In the present work we will develop a cluster technology with the construction of a cluster and using a real implementation called LVS (Linux Virtual Server). The objective of this work is to demonstrate that with few or existing economic resources (i.e. obsolete or low-cost equipment) we can solve the problem of availability, scalability, and efficiency that includes a term called High Availability on the WWW. II

12 OBJETIVO El objetivo principal de la presente tesis es implementar con Tecnología Clúster un servidor balanceador de carga tipo LVS haciendo uso de software libre y equipo de cómputo de limitadas características. III

13 JUSTIFICACIÓN Para implementar un servidor Web eficiente que funcione 24x7 los 365 días del año, se necesita considerar varios puntos importantes como: computadoras con buenas características, un lugar adecuado donde se deben instalarse las computadoras, una unidad de respaldo de energía, y personal idóneo para el mantenimiento del servidor Esto nos lleva a pensar que tan caro es poner un servidor y si realmente es justificable la inversión inicial, porque debemos de comprar una computadora con las últimas características como: son la velocidad de respuesta, almacenamiento primario, capacidad de presentar información en pantalla, entre otras cosas. Pero esto ya no es problema con la tecnología llamada clustering que implica construir un servidor con equipo homogéneo y no homogéneo que cumpla con las mismas funciones que una sola maquina. El equipo homogéneo y no homogéneo puede ser de diferentes características. De aquí es importante demostrar los pros y contras de cómo se construye un cluster o un servidor balanceador de carga de Alto Rendimiento. IV

14 ALCANCE El desarrollo del presente trabajo es dar a conocer cómo es un clúster LVS o de alta disponibilidad. Por qué conocer esta Tecnología? El internet es una tecnología elemental para cualquier empresa. En años anteriores una empresa que necesitaba hacer un proceso administrativo para realizar una venta, un pedido e incluso reportes para la toma de decisiones, tardaba varios días, si la empresa es demasiado grande o fuera de la ciudad la tendencia es implementar sistemas de información en una Intranet, o una WAN o Internet, para después emigrar a un Sitio WEB que ayude a agilizar estos trámites. Pero la implementación de este tipo de sistemas de información no es tan sencilla, ya que deben de considerarse varios puntos importantes como son: equipo que se utilizará, lugar donde se instalará, proveedor de Internet, desarrolladores del sitio ( programadores, diseñadores, entre otros), así también debe de considerarse el mantenimiento del sitio, entre otros puntos. Pero un aspecto importantes es el tecnológico o hardware donde se instalará el sistema de información, que incluye: computadoras, impresoras, unidades de respaldo de energía (no-breaks), concentradores o switches, instalación eléctrica. Desde el punto de vista tecnológico, debemos de analizar que tan moderno debe ser nuestro equipo de cómputo para que los costos de adquisición del mismo, no se incrementen tanto. Al implementar un sistema de información en el sistema, para tener ahorro de tiempo en la publicación de datos, puede ser más eficiente si la información se publicara en un sitio WEB para estar disponible en Internet. V

15 Esto tiene un costo elevado de la tecnología si se instala un moderno equipo de cómputo para la implementación del sitio WEB. Pero si las empresas no desean invertir mucho, y si desean tener lo más nuevo en vanguardia de Internet, aquí es donde la tecnología clustering se vuelve una buena alternativa. Este tipo de idea es lo que se conoce como clustering VI

16 Capítulo I Tecnología Clúster CAPÍTULO I. TECNOLOGÍA CLÚSTER Cuándo falla un sistema empresarial o de misión crítica y los datos ya no están disponibles, ya no es una cuestión de "se cae la red", sino de " se caen los negocios!". Ciertas personas, consideran este tipo de ambiente de TI (Tecnologías de Información) bajo fuerte presión como "cómputo con riesgo empresarial". Ésta es una situación que ningún administrador puede tratar a la ligera y en la actualidad llama mucho la atención, sobre todo cuando prácticamente todos los negocios dependen por completo de sus sistemas de TI. En el mundo del cómputo empresarial de la actualidad, los administradores de SI (Sistemas de Información), enfrentan desafíos en muchos frentes simultáneamente, este abarca la empresa en un 90 %. Lo que antes se consideraba un servicio o una aplicación que era "deseable tener ahora es fundamental para la operación diaria de una empresa. Estas aplicaciones empresariales importantes cubren desde cualquier oficina hasta el centro de datos, al mismo tiempo que son externos a la empresa, y todas requieren soluciones de cómputo que estén disponibles, confiables, escalables y flexibles en un esquema 24 x 7 x 365 en funcionamiento. Un poco más de 35 % de estas aplicaciones se ejecutan 24 horas al día y deben estar constantemente disponibles en un 99.9 o 100 por ciento. La conformación de clusters ha demostrado su enorme capacidad como herramienta para enfrentar estos retos. El clúster es un conjunto de computadoras, que contienen un mismo Sistema Operativo, y que están conectadas entre sí por un tipo de Red o cualquier otro dispositivo para un uso específico con una aplicación o software a fin. Los clusters tienen tres atributos primarios: disponibilidad, escalabilidad, y facilidad de administración. 7

17 Capítulo I Tecnología Clúster La computación en paralelo de alto rendimiento (HCP, High Paralel Performance), se logra al dividir una tarea enorme y compleja entre varios procesadores. Durante la segunda guerra mundial, antes de la invención de la computadora electrónica, se utilizó una técnica similar para realizar grandes cálculos asociados con el diseño de la bomba atómica en el Proyecto Manhattan 1 (1980). Para reducir enormemente el tiempo de solución de un problema matemático grande, cada parte del problema era resuelto por una persona distinta. A éstas personas se les llamaba computadoras. En la actualidad las computadoras electrónicas pueden trabajar en armonía para resolver problemas científicos que no se soñaba resolver hace más de una década. El procesamiento en paralelo se refiere, al concepto de acelerar el tiempo de ejecución de un programa subdividiéndolo en fragmentos múltiples que pueden ser ejecutados simultáneamente, cada uno en su propio procesador. Un programa que está siendo ejecutado en N procesadores puede correr N veces más rápido que si corriera en un solo procesador. Como el enfoque de la tecnología clusters 2 es relativamente novedosa, el significado del término clúster no tiene todavía una aceptación ni una metodología bien desarrollada. El propósito del clúster es el de agrupar elementos que tengan características iguales o similares, establecen clasificaciones de la información, los cuales permiten un fácil acceso a la misma y facilitan la toma de decisiones estratégicas de los usuarios. Dentro de lo que es clúster debemos tener en cuenta algunos conceptos como son multiprocesamiento y sincronización. Multiprocesamiento. Es la idea del programa control de una computadora, que se llama Sistema Operativo, este puede soportar cargar, descargar y tareas de manera múltiple, independiente control simultáneo de tareas David HM Spector, July

18 Capítulo I Tecnología Clúster Si el sistema operativo puede soportar múltiples tareas de control soporta cada tarea de control o proceso en una independiente, se puede describir como un sistema operativo que soporta multiprocesamiento. Sincronización. Es el proceso de poner procesos diferentes en sincronía. Por ejemplo: simulación del tiempo, donde pueden haber 1,000 procesos, cada uno calculando un aspecto diferente de un fenómeno de tiempo local. El algún punto los resultados de estos cálculos se deben unir para permitir que un resultado mas grande sea creado. Sincronización es el proceso que ocurre cuando la combinación de los resultados de un proceso puede ocurrir Esquemas de Procesamiento en Paralelo El área del procesamiento en paralelo ha sido una área activa de investigación por muchos años. Esto ha generado el incremento para crear computadoras efectivas paralelas, y todas ellas, incluyendo linux clúster paralelo, tiene diferentes niveles de efectividad para diferentes tipos de problemas. Algunos de los mejores métodos conocidos son: SMP, Symmetric Multiprocessor - Mutlprocesamiento Simétrico. UMA, Uniform Memory Access - Acceso a Memoria Uniforme. NUMA, Non-Uniform Memory Access - Acceso a Memoria No Uniforme. SIMD, Single Intruction Múltiple Data - Instrucción Simple de Datos Múltiple. MIMD, Múltiple Instruction Múltiple Data - Instrucción Múltiple de Datos Múltiple, Clúster Linux son una instancia de este Método. Estas representan los nombres más comunes dados para diferentes tipos de sistemas de computación paralela. Algunos de estos son subcategorías de otros tipos. A continuación se explica cada una de estas arquitecturas. 9

19 Capítulo I Tecnología Clúster Maquinas SMP Las computadoras de Multiprocesador Simétricos tienen más de un procesador, y cada CPU tiene acceso al sistema de memoria y todos los dispositivos adjuntos y periféricos en la máquina. Estos sistemas usualmente tienen un CPU maestro al tiempo de inicio, y entonces el sistema operativo inicia el segundo CPU y maneja el acceso para los recursos que están compartido entre todos los procesadores. Las máquinas SMP dejan a los programadores escribir ambos, tales como multiprocesamientos y aplicaciones mutlhilos Máquinas UMA Estas son máquinas donde cada procesador tiene una prioridad de igual acceso a la memoria principal, sin el arbitraje desde un procesador maestro. Esto es usualmente acoplado por un tipo de switch Máquinas NUMA Están son como las máquinas UMA, los procesos no tienen restricción al acceso a memoria; sin embargo al contrario de las UMA no todas las partes de los sistemas de memoria NUMA, tienen el mismo desempeño. Usualmente esto es por que las NUMA tienen una memoria local rápida para cada CPUs y entonces un largo, y sistema de memoria compartida lento. 3 Aplicaciones multihilos son como aplicaciones multitareas [multitasking aplcation] dentro de una mismo aplicacion. En términos de implementación, un hilo es una función que corre concurrentemente con el hilo principal. Puedes correr varias instancias de la misma función o puedes correr varias funciones simultáneamente dependiendo de tus requerimientos. 10

20 Capítulo I Tecnología Clúster Máquinas SIMD Estas máquinas son únicas. Ellas están en una clase que contienen muchos procesadores (usualmente cientos o miles) donde el mismo programa baja las instrucciones, es ejecutado en cada uno de los procesadores. Cada procesador ésta trabajando en una porción de datos única. Las máquinas SIMD usualmente requieren memoria muy especializada y una arquitectura de voz en orden para ser efectiva. Una de las mas famosas en está categoría SIMD fue la Conexión, construida por Thinking Machines Corp Máquinas MIMD Por último, pero no menos significativas son las MIMD. Como el nombre implica, operan con múltiples datos e instrucciones. En esencia, las máquinas paralelas de este tipo son máquinas individuales que por algún mecanismo usualmente algún software librería, cooperan para resolver un problema computacional. Los clúster son por definición máquinas de instrucción múltiple y de datos múltiple MIMD 1.2. SMP en contra de otras arquitecturas Algunas personas consideran SMP (Symetric MultiProcesor) como una arquitectura de clúster muy básica tipo compartir todo, en donde múltiples procesadores comparten la misma memoria, sistema operativo, y otros componentes comunes (como la red de datos y la potencia), todo en un paquete común. 11

21 Capítulo I Tecnología Clúster En términos de la cadena de alimentación de arquitectura de servidores, SMP reside entre la de uniprocesador (en la parte inferior) y la de procesadores paralelos (en lo más alto). De hecho, implementa muchas de las ventajas de estas otras dos arquitecturas. En términos del uniprocesador, la SMP presenta una visión de memoria global y única a las aplicaciones, y en cuanto al procesador paralelo, la SMP coloca múltiples procesadores para trabajar en paralelo. Existe también una extensión de la arquitectura SMP llamada ccnuma (Acceso no uniforme a la memoria, con caché coherente) ver figura 1.1. Figura 1.1. Arquitectura SMP. En la actualidad lo ofrecen Data General, Sequent, Convex/HP y otros, y es una adaptación de la arquitectura SMP que elimina muchos de los atascos y limitaciones de canal que amenazan la escalabilidad de SMP más allá de los cuatro a ocho procesadores que se encuentran hoy en día Estilos de clúster Así como hay muchos tipos de computadoras para las diferentes aplicaciones, hay también muchos tipos de clusters que pueden usarse para diferentes aplicaciones. Uno de los más comunes el clúster Beowulf originalmente diseñado en la NASA era, en esencia, una red simple de estaciones de trabajo conectada por un cable Ethernet a través de un Hub o concentrador. 12

22 Capítulo I Tecnología Clúster Desde ese primer clúster, muchas implementaciones de clusters han experimentado con una variedad de configuraciones y han construido diferentes tipos de clusters, cada uno con diferentes aplicaciones. Una de las primeras cosas que se debe pensar cuando se esté diseñando un clúster es si será un clúster homogéneo o heterogéneo. Esto significa que tiene que decidir si va a estar trabajando con máquinas o CPUs del mismo tipo o si va a tener una variedad de máquinas. Las máquinas pueden ser nuevas, equipo obsoleto o equipos con pocas características de hardware Clusters homogéneos Si se tienen muchos sistemas idénticos, estará construyendo un clúster homogéneo. Esto significa que estará poniendo un clúster en donde cada nodo es exactamente el mismo, desde la tarjeta madre y la memoria, a las unidades de disco y las tarjetas de red. Los clusters homogéneos son muy fáciles de trabajar porque no importa de qué manera se decida conectarlos entre sí, todos sus nodos son intercambiables, y usted puede estar seguro que todo su software trabajará de la misma manera en todos ellos Clusters heterogéneos Los clusters heterogéneos entran en dos formas generales. El primero, y más común, son los clusters heterogéneos hechos de diferentes tipos de computadoras. Por ejemplo, una SUN SPARC Station IPXS, unas máquinas Intel 486, y una DEC Alpha. No importa cual es el hardware real, excepto que hay diferentes tecnologías y modelos. Un clúster hecho de tales máquinas tendrá varios detalles muy importantes que se tendrán presentes al usar y programar el clúster. 13

23 Capítulo I Tecnología Clúster Otro tipo de clasificación puede ser en base a factores diversos. Derivados de las causas por las cuales surge el clúster, existen dos tipos de clúster en términos aplicativos: Clusters de alto rendimiento (HPC clusters), cuya utilización primordial se enfoca a aplicaciones científicas e ingeniería donde se necesitan miles de millones de operaciones de punto flotante (flops). Clusters de alta disponibilidad (HA clusters), cuyo objetivo principal es mantener el nivel de servicio, la disponibilidad del sistema. Además de las anteriores, existe una clase híbrida, cuyo objetivo es mantener alta disponibilidad y usar adicionalmente el sistema de forma paralela para obtener un alto rendimiento. Hay diversos ejemplos de aplicaciones de clusters : a) en el ámbito científico para la solución de diversos problemas, y b) en la parte comercial para mantener sistemas de misión crítica Configuración de un Clúster Hay también cualquier número de maneras para conectar un clúster de máquinas. La configuración más simple es la de propósito general, metodología usada para construir un buen sistema de cómputo paralelo. La realidad es complicada y es la mejor para aplicaciones complejas, las cuales requieren comparación de datos compartidos y estratégias de comunicación como simulación de tiempo. Una de las configuraciones más utilizada es NOW (Networks of Workstations, Red de Estaciones de Trabajo). 14

24 Capítulo I Tecnología Clúster Esta es la configuración más sencilla de un clúster. Como se muestra en la figura 1.2 Figura 1.2. Configuración Básica de un Clúster La diferencia entre una NOW y una red de computadoras, es que la red es usada por máquinas individuales o estaciones de trabajo con un solo fin, y la Now es usada por software clustering, como PVM o MPI, que deja a esta LAN para ser usada efectivamente como un procesador en paralelo Arquitecturas de clúster Actualmente se usan dos arquitecturas principales para la conformación de clusters. La principal diferencia entre ellas es el modo en que los nodos tienen acceso a los discos del clúster. Una arquitectura se denomina de disco compartido o modelo de datos compartidos (ver figura 1.3) y la otra se conoce como cero compartir o modelo de partición de datos (ver figura 1.4). 15

25 Capítulo I Tecnología Clúster Figura 1.3. Arquitectura de disco compartido. Figura 1.4. Arquitectura de disco cero compartir. 1. Modelo de disco compartido. En este modelo el software que se ejecuta en cualquier sistema en el clúster puede tener acceso a cualquier recurso (por ejemplo, un disco) conectado a algún sistema en el clúster. Si dos sistemas necesitan ver los mismos datos, estos últimos se pueden leer dos veces desde el disco o copiarse de un sistema a otro. 16

26 Capítulo I Tecnología Clúster Como en un sistema SMP, la aplicación debe sincronizar y serializar su acceso a datos compartidos. Generalmente, se utiliza un administrador de bloqueos distribuidos (DLM) para ayudar con ésta sincronización. DLM es un servicio proporcionado y destinado a las aplicaciones que rastrean referencias para recursos a través del clúster. Si más de un sistema intenta hacer referencia a un solo recurso, DLM reconocerá y resolverá el conflicto potencial. Sin embargo, la coordinación DLM puede provocar un tráfico de mensaje adicional y reducir el rendimiento debido al acceso serializado, asociado con los sistemas adicionales. Un enfoque para reducir estos problemas es el modelo de software de "nada compartido". 2. Modelo de nada compartido. En este modelo de software cada sistema dentro del clúster es propietario de un subgrupo de recursos del clúster. Sólo un sistema puede poseer y accede a la vez a un recurso en particular, aunque en caso de falla otro sistema determinado dinámicamente puede apropiarse del recurso. Además, las solicitudes de los clientes se enrutan automáticamente al sistema de quien pertenece el recurso. Si la solicitud del cliente requiere acceso a los recursos que pertenecen a diversos sistemas, se selecciona un sistema para alojar la solicitud. El sistema host analiza la solicitud del cliente y envía la subsolicitud a los sistemas adecuados. Cada sistema ejecuta una subsolicitud y regresa sólo a la respuesta requerida al sistema host, el que confirma una respuesta final y la envía al cliente. Cabe destacar que una solicitud de un sistema único en el sistema host describe una función de alto nivel (como la recuperación de registros de datos múltiples) que genera una gran cantidad de actividad en el sistema (como lecturas de discos múltiples), y el tráfico asociado no aparece en la interconexión del clúster hasta que se encuentran los datos finales deseados. 17

27 Capítulo I Tecnología Clúster Al utilizar una aplicación que se distribuye en diversos sistemas en clúster (como una base de datos), el rendimiento general del sistema no se ve limitado debido a las restricciones de hardware de una computadora. Los modelos de "disco compartido" y de "nada compartido" se pueden soportar dentro del mismo clúster. Algunos tipos de software pueden explotar más fácilmente las capacidades de clúster a través del modelo de "disco compartido". Este software incluye aplicaciones y servicios que requieren sólo un acceso moderado comparado (y de lectura intensiva) a los datos, así como aplicaciones o cargas de trabajo que son difíciles de dividir. Las aplicaciones que requieren ser actualizadas al máximo deben utilizar el soporte de "nada compartido" del clúster Características del clúster A lo largo de los años, la comunidad en cómputo o desarrolladores de sistemas operativos se han esforzado por aumentar la disponibilidad, fiabilidad y escalabilidad de sus soluciones para servidores, razón por la cual han entrado en la tecnología de los clúster, que ha demostrado ser una manera para la consecución de dichos objetivos, y la ha integrado en sus sistemas operativos. Los clúster permiten aumentar la disponibilidad, escalabilidad y fiabilidad de múltiples niveles de red Disponibilidad del Clúster La disponibilidad es la proporción de tiempo en la que un sistema puede usarse para realizar trabajo productivo. Su objetivo es mantener todos los recursos informáticos, las aplicaciones y los servicios preparados para el usuario, otro enfoque podría ser la disponibilidad, la cual se define como el tiempo que un sistema es capaz de proporcionar servicio a sus usuarios (esto es, tiempo disponible). 18