Resumen
El
Centro Nacional de Sanidad Agropecuaria cuenta una red de datos, de
más de 326 usuarios, los que contribuyen a la investigación en el
tema de salud animal y sanidad vegetal, utilizando las tecnologías
de la informática y las comunicaciones. El departamento de
Informática, desarrolla software de alto valor agregado para el
trabajo de la institución y durante este proceso, la elección del
gestor de Base de Datos es un aspecto importante a tener en cuenta
para el rendimiento de una aplicación informática. Desplegar
soluciones informáticas en un entorno de producción, utilizando un
único servidor de Base de Datos no es recomendable, porque se
encuentra expuesto a fallas en el servicio debido a cortes
eléctricos, problemas de hardware, mantenimiento, entre otros. La
utilización de la tecnología de clúster en los servicios de redes
a través de herramientas de software libre como son: Pacemaker,
Corosync, OpenAIS y MySQL permite incrementar la disponibilidad del
servicio. Este trabajo aborda la aplicación de esta tecnología en
la institución, lo que ha permitido alcanzar una alta disponibilidad
de los servicios de base de datos para las aplicaciones informáticas.
Introducción
El
término clúster se aplica a los conjuntos o conglomerados de
computadoras construidos mediante la utilización de hardware comunes
y que se comportan como si fuesen una única computadora. Hoy en día
desempeñan un papel importante en la solución de problemas de las
ciencias, las ingenierías y del comercio moderno[1].
La
tecnología clúster permite a las organizaciones incrementar su
capacidad de procesamiento usando tecnología estándar, tanto en
componentes de hardware como de software que pueden adquirirse a un
costo relativamente bajo.
En
un clúster de alta disponibilidad de
aplicación si se produce un fallo del
hardware o de las aplicaciones de alguna de las máquinas, el
software de alta disponibilidad es capaz de arrancar automáticamente
los servicios que han fallado en cualquiera de las otras. Cuando la
máquina que ha fallado se recupera, los servicios son nuevamente
migrados a la original. Esta capacidad de recuperación automática
de servicios nos garantiza la integridad de la información, ya que
no hay pérdida de datos, y evita molestias a los usuarios, que no
tienen por qué notar que se ha producido un problema[2].
Desarrollo
Para
la implementación y desarrollo de un clúster de base de datos
MySQL, se utilizaron dos servidores profesionales Hewlett-Packard
(HP), con microprocesador Intel Xeon y 16GB de memoria RAM y la
distribución de Linux openSUSE versión 12,1. A continuación se
explica brevemente las herramientas utilizadas para realizar el
trabajo.
MySQL
es un sistema de gestión de base de datos relacional, multihilo y
multiusuario con más de seis millones de instalaciones. Este es muy
utilizado en aplicaciones web como MediaWiki, Drupal o phpBB, en
plataformas (Linux/Windows, Apache, MySQL, PHP/Perl/Python), y por
herramientas de seguimiento de errores como Bugzilla. Su popularidad
como aplicación web está muy ligada a PHP, que a menudo aparece en
combinación con este gestor. MySQL es una base de datos muy rápida
en la lectura cuando utiliza el motor no transaccional MyISAM, pero
puede provocar problemas de integridad en entornos de alta
concurrencia en la modificación. En aplicaciones web hay baja
concurrencia en la modificación de datos y en cambio el entorno es
intensivo en lectura de datos, lo que hace a MySQL ideal para este
tipo de aplicaciones[3].
Pacemaker
es un administrador
de clúster. Este permite obtener el máximo rendimiento de los
servicios, haciendo uso de los mensajes en la infraestructura del
clúster, permite realizar cualquier tipo redundancia incluyendo
Activo/Activo Activo/Pasivo, etc. Pacemaker esta compuesto por tres
partes fundamentales, el núcleo del clúster que permite los
mensajes y la pertenencia al clúster (OpenAIS), un conjunto de
script para iniciar, detener y monitorear los recursos y un cerebro
que procesa y reacciona a los eventos del clúster[4].
Para
lograr un clúster completamente funcional con este tipo de
características es necesario instalar los software Pacemaker y
Corosync en las dos computadoras que se quieren clústerizar como se
muestra a continuación:
#zypper
in corosync pacemaker
Obteniendo
los datos del repositorio...
Leyendo
los paquetes instalados...
mysql
no se encontró como nombre de paquete, probando en prestaciones.
Resolviendo
dependencias...
Los
siguientes paquetes NUEVOS van a ser instalados:
clúster-glue
corosync crmsh fence-agents libcorosync4 libdlm libdlm3 libesmtp
libestr0 libfreebl3 libglue2 libgthread-2_0-0 libnet1 libpacemaker3
libqb0 libsensors4
libsnmp30
libsoftokn3 libXss1 mariadb mozilla-nss mozilla-nss-certs openhpi
OpenIPMI pacemaker pacemaker-cli perl-TimeDate psmisc pssh
python-dateutil python-pexpect
python-pssh
python-pycurl python-tk resource-agents rsyslog snmp-mibs
syslog-service tcl tk xhost
Los
siguientes paquetes recomendados fueron seleccionados
automáticamente:
crmsh
fence-agents libdlm
Se
sugiere el siguiente paquete, pero no será instalado:
graphviz
41
nuevos paquetes a instalar.
Tamaño
total a descargar: 18,2 MiB. Después de la operación, se utilizarán
105,6 MiB adicionales.
¿Desea
continuar? [s/n/? mostrar todas las opciones] (s):s
Si
termina la instalación satisfactoriamente, el siguiente paso es
verificar la conexión entre las dos maquinas, utilizando el comando
ping. Para configurar OpenAIS es necesario establecer un puerto, una
dirección multicas y la dirección de dominio del clúster. En este
trabajo se utilizó 226.94.1.1 como dirección multicast y 4000 como
puerto del servicio. Establecidos estos parámetros se puede iniciar
el servicio de Corosync de la siguiente manera:
#
rcopenais start
Starting
OpenAIS/Corosync daemon (corosync): starting... OK
Pacemaker
tiene una herramienta que
proporciona una interfaz de linea de
comandos llamada crm,
que permite la administración y configuración del clústeres
de alta disponibilidad a partir de cero[5].
node
hera \
attributes
standby="off"
node
zeus \
attributes
standby="off"
primitive
ClusterIP ocf:heartbeat:IPaddr2 \
params
ip="172.16.0.200" cidr_netmask="32" \
op
monitor interval="30s"
primitive
MySQL ocf:heartbeat:mysql \
params
binary="/usr/bin/mysqld_safe" user="mysql"
pid="/var/run/mysql/mysqld.pid"
socket="/var/run/mysql/mysql.sock" \
op
start interval="0" timeout="120" \
op
stop interval="0" timeout="120" \
op
promote interval="0" timeout="120" \
op
demote interval="0" timeout="120"
clone
MysqlClone MySQL \
meta
target-role="Started"
location
cli-prefer-ClusterIP ClusterIP \
rule
$id="cli-prefer-rule-ClusterIP" inf: #uname eq zeus
property
$id="cib-bootstrap-options" \
dc-version="1.1.6-9971ebba4494012a93c03b40a2c58ec0eb60f50c"
\
clúster-infrastructure="openais"
\
expected-quorum-votes="2"
\
stonith-enabled="false"
\
no-quorum-policy="ignore"
rsc_defaults
$id="rsc-options" \
resource-stickiness="100"
Esta
configuración muestra el estado funcional, donde todos los nodos
comparten una misma dirección IP, se puede apreciar
en la directiva primitive
MySQL ocf:heartbeat:mysql que el servicio
de MySQL se encuentra clusterizado. En la siguiente captura también
se muestra el estado del clúster
#crm_mon
Last
updated: Thu Mar 13 15:40:16 2014
Last
change: Thu Mar 13 09:10:39 2014 by root via crm_attribute on hera
Stack:
openais
Current
DC: hera - partition with quorum
Version:
1.1.6-9971ebba4494012a93c03b40a2c58ec0eb60f50c
2
Nodes configured, 2 expected votes
3
Resources configured.
============
Online:
[ hera zeus ]
ClusterIP
(ocf::heartbeat:IPaddr2): Started zeus
Clone
Set: MysqlClone [MySQL]
Started:
[ hera zeus ]
El
clúster garantiza la disponibilidad del servicio, pero la integridad
y la disponibilidad de la información hay que garantizarla con otro
tipo de herramientas. En este caso, para que la información se
mantenga en la misma base de datos, se utilizó el método de Réplica
circular, que permite tener la misma
información en las dos bases
de datos. La replicación
funciona de la siguiente forma:
el
servidor esclavo se inicia con una copia exacta de los datos del
servidor principal, a
continuación
se activa el registro binario en el principal y el esclavo se conecta
a este periódicamente y
comprueba
los cambios efectuados en el registro binario desde la última
vez que se conectó[6].
Para mas información de la Réplica
circular
se
puede
consultar el manual de referencia de MySQL5 en esta dirección
http://dev.mysql.com/doc/refman/5.1/en/.
Conclusión
La
tecnología clúster posee muchos beneficios para las aplicaciones de
función crítica ya que permite un modelo de escalabilidad de alto
impacto. En el centro de datos del CENSA se aplica esta tecnología
obteniendo resultados satisfactorios. Las aplicaciones web que tienen
una misión critica para el trabajo realizado en la institución, han
logrado una alta disponibilidad utilizando este tipo de tecnología.
Bibliografía
1: ,
Escalabilidad, 2013, http://es.wikipedia.org/wiki/Escalabilidad
2: ,
Clúster (informática), 2013,
http://es.wikipedia.org/wiki/Cl%C3%BAster_%28inform%C3%A1tica%29
3: ,
MySQL, 2013, http://es.wikipedia.org/wiki/Mysql
4:
Andrew Beekhof, Clusters from Scratch, 2013,
http://clusterlabs.org/doc/en-US/Pacemaker/1.1-plugin/html-single/Clusters_from_Scratch/
5:
Kristoffer Gronlund, crm - Pacemaker command line interface for
configuration and management, 2013,
http://crmsh.nongnu.org/crm.8.html
