Sun Cluster 概念指南 (適用於 Solaris 作業系統)

第 2章重要概念 – 硬體服務供應商

本章說明有關 SunPlex 系統配置的硬體元件的重要概念。涵蓋的主題包含：

SunPlex 系統的硬體與軟體元件

本資訊主要是針對硬體服務供應商。這些概念可以協助服務供應商在安裝、配置或維修叢集硬體之前，瞭解各硬體元件之間的關係。叢集系統管理員可能也會發現，這項資訊對於安裝、配置和管理叢集軟體是很有用的。

叢集是由數個硬體元件所組成，包括：

具有本機磁碟 (未共用) 的叢集節點
多重主機儲存體 (節點之間共用磁碟)
抽換式媒體 (磁帶和 CD-ROM)
叢集交互連接
公用網路介面
用戶端系統
管理主控台
主控台存取裝置

SunPlex 系統可以讓您將這些元件結合成各種配置，請參閱SPARC: Sun Cluster 拓撲範例之說明。

如需兩節點叢集配置範例的圖例，請參閱Sun Cluster 簡介 (適用於 Solaris 作業系統)中的「硬體環境」。

叢集節點

叢集節點是執行 Solaris 作業環境及 Sun Cluster 軟體的機器，也是叢集 (叢集成員) 的目前成員或潛在成員。

SPARC: Sun Cluster 軟體可讓您在一個叢集中有二到八個節點。請參閱 SPARC: Sun Cluster 拓撲範例，以取得支援的節點配置。

x86: Sun Cluster 軟體可讓您在一個叢集中有兩個節點。請參閱x86: Sun Cluster 拓撲範例，以取得受支援的節點配置。

叢集節點一般是連接到一或多個多重主機磁碟。未連接到多重主機磁碟的節點，是使用叢集檔案系統來存取多重主機磁碟。例如，一個可延伸的服務配置可以讓節點不需要直接連接到多重主機磁碟便可處理要求。

另外，平行資料庫配置中的節點可共用對所有磁碟的並行存取。請參閱多重主機磁碟與第 3章, 重要概念 – 管理和應用程式開發，以取得平行資料庫配置的詳細資訊。

叢集中的所有節點會依照一般名稱，即叢集名稱 (用來存取和管理叢集)，來加以分群。

公用網路配接卡會將節點連接到公用網路，以供用戶端存取叢集。

叢集成員透過一個或多個實際上獨立的網路與叢集中的其他節點進行通訊。此組實體上獨立的網路被視為叢集交互連接。

當另一個節點加入或離開叢集時，叢集中的每個節點都會知道。此外，叢集中的每個節點也都知道本機正在執行的資源，以及在其他叢集節點上執行的資源。

相同叢集中的節點必須有類似的處理程序、記憶體和 I/O 能力，以便啟動故障轉移，而不至於大幅降低效能。由於可能發生故障轉移，所以每個節點必須有足夠的額外容量，可以作為備份或次要節點來接管所有節點的工作負荷。

每一個節點會啟動其個別的 root (/) 檔案系統。

叢集硬體成員的軟體元件

若要作為叢集成員，必須安裝下列軟體：

Solaris 作業環境
Sun Cluster 軟體
資料服務應用程式
容體管理 (Solaris Volume Manager^TM 或 VERITAS Volume Manager)

使用獨立磁碟 (RAID) 硬體冗餘陣列的配置是一個例外。此配置不需要軟體容體管理程式，如 Solaris Volume Manager或 VERITAS Volume Manager。

請參閱Sun Cluster 軟體安裝指南，以取得有關如何安裝 Solaris 作業環境、Sun Cluster 和容體管理軟體的資訊。

請參閱Sun Cluster Data Services Planning and Administration Guide，以取得有關如何安裝和配置資料服務的資訊。

請參閱第 3章, 重要概念 – 管理和應用程式開發，以取得前述軟體元件的概念資訊。

下圖提供共同運作以建立 Sun Cluster 軟體環境之軟體元件的高階檢視。

圖 2–1 Sun Cluster 軟體元件的高階關係

請參閱第 4章, 常見問題，以取得有關叢集成員的問題與解答。

多重主機磁碟

多重主機磁碟是一次可以連接至多個節點的磁碟。在 Sun Cluster 環境中，多重主機儲存體可讓磁碟高度可用。 Sun Cluster 要求包含兩個節點的叢集使用多重主機儲存體，以建立法定數目。多於三個節點的叢集不需要多重主機儲存體。

多重主機磁碟有下列特性：

它們可容許單一節點故障。
它們儲存應用程式資料，也可儲存應用程式的二進位檔案與配置檔案。
它們對於節點故障做出保護。如果用戶端要求是透過某個節點來存取資料而該節點故障，這些要求會切換為使用另一個可直接連接同一磁碟的節點。
多重主機磁碟是透過“主控”磁碟的主要節點來進行全域存取，或透過本機路徑直接進行並行存取。目前 Oracle Parallel Server 是唯一一個使用直接並行存取的應用程式。

容體管理程式為多重主機磁碟資料冗餘的鏡像配置或 RAID-5 配置作了準備。目前的 Sun Cluster 支援 Solaris Volume Manager^TM 與 VERITAS Volume Manager，後者僅適用於作為容體管理程式的基於 SPARC 的叢集以及數個硬體 RAID 平台上的 RDAC RAID-5 硬體控制器。

結合多重主機磁碟和磁碟鏡像與資料分置，可以防止節點故障和個別的磁碟故障。

請參閱第 4章, 常見問題，以取得有關多重主機儲存體的問題與解答。

多重初始端 SCSI

本節僅適用於 SCSI 儲存裝置，不適用於多重主機磁碟的「光纖通道」(Fibre Channel) 儲存體。

在獨立式伺服器中，伺服器節點是以連接此伺服器至特定 SCSI 匯流排的 SCSI 主機配接卡電路，來控制 SCSI 匯流排活動。此 SCSI 主機配接卡電路即為 SCSI 初始端 (SCSI initiator)。這個電路起始此 SCSI 匯流排的所有匯流排活動。 SCSI 主機配接卡的預設 SCSI 位址在 Sun 系統中是 7。

叢集配置利用多重主機磁碟在多重伺服器節點之間共用儲存體。當叢集儲存體是由單端或差動式 SCSI 裝置所組成時，該配置即為多重初始端 SCSI。這個詞彙所隱含的意義，即 SCSI 匯流排上存在一個以上的 SCSI 初始端。

SCSI 規格需要 SCSI 匯流排上的每一個裝置均具有一個唯一的 SCSI 位址。 (主機配接卡也是 SCSI 匯流排上的裝置。) 多重初始端環境中的預設硬體配置導致衝突，原因是所有 SCSI 主機配接卡均預設為 7。

若要解決衝突，在每個 SCSI 匯流排上，留下其中一個 SCSI 主機配接卡的 SCSI 位址為 7，並將其他的主機配接卡設定為未用的 SCSI 位址。請適當地規劃指定這些“未用的” SCSI 位址，包括目前和最後未使用的位址。將來不使用的位址範例，是安裝新磁碟到空磁碟插槽以便增加儲存體。

在大部分配置中，第二主機配接卡的可用 SCSI 位址為 6。

您可以使用下列工具之一設定 scsi-initiator-id 屬性，來變更為這些主機配接卡選取的 SCSI 位址。

eeprom(1M)
基於 SPARC 的系統上的 OpenBoot PROM
BIOS 在基於 x86 的系統上啟動之後，您選擇執行的 SCSI 公用程式

您可以全域式或以個別主機配接卡的方式，來設定節點的這個屬性。如需有關為每一個 SCSI 主機配接卡設定唯一 scsi-initiator-id 的說明，請參閱Sun Cluster Hardware Collection中有關各磁碟附件的章節。

本機磁碟

本機磁碟是僅連接至單一節點的磁碟。因此，沒有節點故障的保護 (不具高可用性)。然而，所有的磁碟 (包括本機磁碟) 均含括於全域名稱空間中，並且配置為整體裝置。因此，從所有的叢集節點可以看到磁碟本身。

您可以將本機磁碟上的檔案系統放在整體裝載點下，讓其他節點使用。如果目前裝載這些整體檔案系統之其中一個檔案系統的節點故障，所有節點均會遺失該檔案系統的存取。使用容體管理程式可讓您鏡像這些磁碟，如此磁碟故障就不會導致這些檔案系統成為無法存取，但是容體管理程式無法防止節點故障。

請參閱整體裝置一節，以取得有關整體裝置的詳細資訊。

抽換式媒體

叢集中支援如磁帶機和 CD-ROM 光碟機的抽換式媒體。一般而言，您安裝、配置和維修這些裝置的方式與在非叢集環境的方式相同。這些裝置被配置為 Sun Cluster 中的整體裝置，所以每一個裝置均可從叢集的任何節點來存取。請參閱Sun Cluster Hardware Collection，以取得有關安裝和配置抽換式媒體的資訊。

請參閱整體裝置一節，以取得有關整體裝置的詳細資訊。

叢集交互連接

叢集交互連接是用於在叢集節點之間傳輸叢集私有通訊與資料服務通訊的裝置實體配置。由於交互連接廣泛使用於叢集私有通訊，所以會限制效能。

只有叢集節點可以連接至叢集交互連接。 Sun Cluster 安全性模型假設僅叢集節點具有叢集交互連接的實體存取權限。

必須使用叢集交互連接 (透過至少兩個實體獨立的冗餘網路或路徑) 來連接所有節點，以避免單一故障點。任何兩個節點之間可以有多個實體上獨立的網路 (二到六個)。叢集交互連接由三個硬體元件組成：配接卡、接點與電纜。

下表說明各個硬體元件。

配接卡 – 駐留在每個叢集節點中的網路介面卡。其名稱由裝置名稱構成，其後緊跟實體單元編號，例如 qfe2。某些配接卡僅有一個實體網路連接，但其他配接卡 (像 qfe 卡) 具有多個實體連接。部分網路卡還包含網路介面和儲存介面。

具有多重介面的網路配接卡在整個配接卡出現故障時會成為單一故障點。為擁有最大的可用性，請規劃您的叢集，使兩個節點之間的唯一路徑不會依賴單一的網路配接卡。
接點 – 駐留在叢集節點外的切換點。執行通行和轉換功能，讓您將兩個以上的節點連接在一起。在雙節點的叢集中，您不需要接點，因為透過多餘的實體電纜連接至每個節點上的冗餘配接卡，節點可以直接彼此連接。大於兩個節點的配置一般會需要接點。
電纜 – 兩個網路配接卡之間或配接卡與接點之間的實體連接。

請參閱第 4章, 常見問題，以取得有關叢集交互連接的問題與解答。

公用網路介面

用戶端透過公用網路介面連接至叢集。每一個網路配接卡可以連接至一或多個公用網路，這要根據配接卡是否有多重硬體介面而定。您可以設定節點來包含已配置的多重公用網路介面卡，使多重卡都處於作用中狀態，並且彼此作為故障轉移的備份。如果其中一個配接卡發生故障，將呼叫 IP Network Multipathing 軟體，對有缺陷的介面執行故障轉移至群組中的另一個配接卡。

公用網路介面的叢集不需要特別的硬體注意事項。

請參閱第 4章, 常見問題，以取得有關公用網路的問題與解答。

用戶端系統

用戶端系統包括工作站或透過公用網路存取叢集的其他伺服器。用戶端程式使用由執行於叢集上的伺服器端應用程式所提供的資料或其他服務。

用戶端系統不具高可用性。叢集上的資料和應用程式則具高可用性。

請參閱第 4章, 常見問題，以取得有關用戶端系統的問題與解答。

主控台存取裝置

對於所有的叢集節點，您必須擁有主控台存取權。若要取得主控台存取，請使用與叢集硬體一起購買的終端機集線器、Sun Enterprise E10000^TM 伺服器 (用於基於 SPARC 的叢集) 上的「系統服務處理器 (SSP)」、Sun Fire^TM 伺服器 (用於基於 SPARC 的叢集) 上的系統控制器，或是可以存取每個節點上 ttya 的其他裝置。

來自 Sun 之受支援的終端機集線器只有一個，而是否使用此支援的 Sun 終端機集線器是可選擇的。終端機集線器允許使用 TCP/IP 網路來存取每一個節點上的 /dev/console。結果是從網路上任意位置的遠端工作站，以主控台層次來存取每一個節點。

「系統服務處理器 (SSP)」提供 Sun Enterprise E10000 server 的主控台存取。 SSP 是 Ethernet 網路上的機器，配置為支援 Sun Enterprise E10000 server。 SSP 是 Sun Enterprise E10000 server 的管理主控台。使用「Sun Enterprise E10000 網路主控台」功能，網路上的任何工作站皆可開啟主機主控台階段作業。

其他主控台存取方法包括其他終端機集線器，從另一個節點和無智型終端機的 tip(1) 串列埠存取。您可以使用 Sun^TM 鍵盤和監視器，或其他串列埠裝置 (如果您的硬體服務供應商支援這些裝置)。

管理主控台

您可以使用專用的 UltraSPARC® 工作站或者 Sun Fire^TM V65x 伺服器 (也稱管理主控台) 來管理作用中的叢集。通常，您在管理主控台上安裝和執行管理工具軟體，例如 Sun Management Center^TM 產品 (僅與基於 SPARC 的叢集配合使用) 的「叢集控制面板 (CCP)」和 Sun Cluster 模組。使用 CCP 下的 cconsole 可讓您一次連接一個以上的節點主控台。如需有關使用 CCP 的詳細資訊，請參閱Sun Cluster 系統管理指南。

管理主控台並非叢集節點。管理主控台用於對叢集節點的遠端存取，可透過公用網路，也可選擇性地透過基於網路的終端機集線器進行。如果您的叢集是由 Sun Enterprise E10000 平台所組成，您必須能夠從管理主控台登入「系統服務處理器」(SSP)，並使用 netcon(1M) 指令連接。

一般您會配置沒有監視器的節點。然後，您透過 telnet 階段作業 (從連接至終端機集線器的管理主控台以及終端機集線器到節點的串列埠) 存取節點的主控台。 (如果是 Sun Enterprise E10000 server，您要從「系統服務處理器」連接。) 請參閱主控台存取裝置，以取得詳細資訊。

Sun Cluster 不需要專用的管理主控台，但是使用專用主控台可以有以下優點：

在同一機器上將主控台和管理工具分組，達到中央化叢集管理

讓您的硬體服務供應商可較快速地解決問題

請參閱第 4章, 常見問題，以取得有關管理主控台的問題與解答。

SPARC: Sun Cluster 拓撲範例

拓撲是指連接叢集節點和叢集中所使用儲存體平台的連接機制。 Sun Cluster 支援符合下列準則的所有拓撲。

無論您實施的儲存配置為何，由基於 SPARC 的系統所組成的 Sun Cluster 最多支援叢集中的八個節點。
共用的儲存裝置可以連接至儲存裝置所支援數目的節點。
共用的儲存裝置不需要連接至叢集的所有節點。不過，它們必須至少連接至兩個節點。

Sun Cluster 不需要您透過特定拓撲配置一個叢集。透過說明下列拓撲來提供論述叢集連接機制的語彙。這些拓撲是典型的連接機制。

叢集化配對
Pair+N
N+1 (星狀)
N*N (可延伸的)

以下各節包含說明每一種拓撲架構的圖表。

SPARC: 叢集化配對拓撲

叢集化配對拓撲架構是二個或以上的節點配對，在單一叢集管理框架之下運作。在此配置中，故障轉移僅發生於配對之間。然而，所有的節點以叢集交互連接來連接，並在 Sun Cluster 軟體控制下運作。您可能會使用這種拓樸架構，在某個配對上執行平行資料庫應用程式，而在另一個配對上執行故障轉移或可延伸的應用程式。

利用叢集檔案系統，您也可以讓兩個配對的配置，其中有兩個以上的節點執行可延伸服務或平行資料庫，即使所有的節點均未直接連接儲存應用資料的磁碟。

下圖說明叢集化配對配置。

圖 2–2 SPARC: 叢集化配對拓撲

SPARC: Pair+N 拓撲

此 pair+N 拓撲中包含一對直接連接至共用儲存體的節點與附加節點集，它們使用叢集交互連接來存取共用儲存體，其本身並不具備直接連接。

下圖展示 pair+N 拓撲，其中四個節點的兩個 (節點 3 和節點 4) 使用叢集交互連接來存取儲存體。此項配置可加以擴展，以便納入其他並未具有可直接存取共用儲存體的節點。

圖 2–3 SPARC: Pair+N 拓撲

SPARC: N+1 (星狀) 拓撲

N+1 拓撲架構包括一些主要節點和一個次要節點。您不需要配置相同的主要節點和次要節點。主要節點主動提供應用程式服務。在等待主要節點故障時，次要節點不需要閒置。

次要節點在配置中是唯一實際連接至所有多重主機儲存體的節點。

如果主要節點上發生故障，Sun Cluster 會移轉資源至次要節點以繼續運作，直到轉換 (自動或手動) 回到主要節點為止。

次要節點必須時常保有足夠的額外 CPU 容量，以便在主要節點之一故障時處理負載。

下圖說明 N+1 配置。

圖 2–4 SPARC: N+1 拓撲

SPARC: N*N (可延伸的) 拓撲

N*N 拓撲可讓叢集中的每個共用儲存裝置連接至叢集中的每個節點。此拓撲可讓高度可用的應用程式從一個節點故障轉移至另一個節點，而不會降低服務品質。發生故障轉移時，新節點可以使用本機路徑 (而不是專用交互連接) 存取儲存裝置。

下圖說明 N*N 配置。

圖 2–5 SPARC: N*N 拓撲

x86: Sun Cluster 拓撲範例