Развитие информационных технологий способствует увеличению объема обрабатываемых данных. Это повышает уровень требований к отказоустойчивости и масштабируемости информационных систем. Одной из самых сложных, но вместе с тем эффективных технологий повышения надежности является кластеризация. Она может использоваться везде, где требуется непрерывная работа сервисов и баз данных.
Компания «Связьком» постоянно работает над улучшением качества своей продукции, поэтому предлагает метод кластеризации в составе своих решений.
Что такое кластеризация?
Кластеризация — это распределение аппаратного и программного обеспечения по узлам, которые функционируют вместе как единая система. Если один из узлов выходит из строя, его функции автоматически распределяются по другим центрам обработки данных. Это гарантирует, что во время чрезмерных нагрузок, либо в случае поломки одного из элементов, система продолжит работать.
Метод кластеризации решает сразу несколько задач:
- Усиление отказоустойчивости: доступность тех или иных функций в случае сбоя, резервирование функций, распределение нагрузки.
- Горизонтальное масштабирование. Каждый кластер включает в себя группу серверов, которые могут быть распределены по ролям. Увеличение количества виртуальных машин, работающих как единая система, позволяет наращивать мощность с меньшими финансовыми затратами (по сравнению с вертикальным масштабированием). Трафик распределяется равномерно между серверами, исключая простой оборудования и перегрузку отдельных элементов.
- Повышение надёжности. Набор средств обеспечения защиты от сбоев, включающий кластеризацию, гарантирует до 99,999% времени доступности системы, что эквивалентно нескольким минутам простоя в год (тогда как 99% времени доступности – это 4 дня простоя в год). Это имеет значение для систем с непрерывным обменом информации, где даже минутная остановка может причинить компании серьёзные убытки.
- Реализация принципа георезерва. Катастрофоустойчивость центров обработки данных особенно важна для сейсмически нестабильных регионов и зон с возможными перебоями электроэнергии. Даже если один из узлов полностью выйдет из строя, второй дата-центр, который находится в другом городе, автоматически возьмет на себя его функции.
Кластеризация в наших решениях
Компания «Связьком» предлагает метод кластеризации как эффективный способ повышения отказоустойчивости своих решений.
Платформа, полностью основанная на этом принципе — «Связьком.Messaging Hub Cluster». Функционально она является SMS-хабом с более широкими возможностями по интеграции, чем описано в документах GSMA. «Связьком.Messaging Hub Cluster» решает задачи интеграции со многими клиентами по различным протоколам, доставки сообщений A2P по нескольким типам каналов, а также их гибкой обработки и маршрутизации.
Кластерная архитектура платформы позволяет достигнуть высочайшего уровня надежности (до 99,999%). Территориальное разделение компонентов комплекса обеспечивает сохранение данных на любой стадии передачи, даже при выходе из строя любого аппаратного компонента системы. Платформа «Связьком.Messaging Hub Cluster» может перенести без потери функциональности одно из критических событий:
- полное пропадание сети между дата-центрами;
- выход из строя одного сервера;
- выход из строя полностью одного из дата-центров.
Принцип горизонтального масштабирования позволяет включать в кластер большое количество серверов и задействовать их полностью. Трафик подается одновременно на несколько узлов, а другие дата-центры параллельно могут заниматься статистикой или другими важными задачами. Таким образом, практически все оборудование, включая резервное, задействовано в работе. Оптимизация оборудования влияет на конечную стоимость. Балансировка нагрузки и максимально эффективное использование всего оборудования является ключевым моментом решения «Связьком.Messaging Hub Cluster».
Еще одно наше решение, в котором используется кластеризация — программно-аппаратный комплекс «Связьком.CEIR». Он обеспечивает контроль абонентов и их терминалов сразу в нескольких сетях операторов сотовой связи в соответствии с требованиями регулятора. «Связьком.CEIR» интегрируется с системами EIR, которые могут быть как частью нашего решения, так и продукцией сторонних производителей. Платформа синхронизирует с ними различный набор списков, которые необходимы при обработке запросов проверки IMEI. Основными целями внедрения такой системы в стране являются борьба с кражами мобильных устройств, уменьшение количества контрафактного оборудования, борьба с незаконным ввозом. «Связьком.CEIR» функционирует на кластерах, состоящих из двух серверов. В каждом кластере оба сервера содержат идентичное программное обеспечение.
CEIR:
- Кластер БД.
- Кластер веб-серверов.
Каждый EIR:
- Один кластер, содержащий БД, сигнальную часть и все остальное ПО.
На всех кластерах, содержащих БД, всегда на одном из серверов функционирует активная БД, а на втором – резервная, готовая сразу начать работу при отказе активного узла. Переключение на резервную БД происходит автоматически.
Сигнальная часть на кластерах EIR работает по схеме «active-active». При этом каждый узел MSC/SGSN/MME имеет соединение с каждым сервером EIR. Если какой-то из линков отказывает, обмен может продолжаться по оставшимся сигнальным линкам. В случае отказа обоих узлов, в оперативной памяти EIR содержится слепок БД, по которому система может работать до появления доступности какого-то из кластеров.
Принцип кластеризации на уровне баз данных реализован в платформе «Связьком.Softswitch». Она предназначена для работы в качестве системы корпоративной телефонии, которая оказывает услуги сразу множеству клиентов. Один клиент может создавать любое количество сессий (подключений SIP-клиентов) в рамках ограничения, заданного администратором.
Модули платформы «Связьком.Softswitch» дублируются, чтобы обеспечить работоспособность в случае отказа какого-то из компонентов. В одном из действующих вариантов реализации платформа территориально разнесена по двум городам. БД взаимодействуют по принципу «master-slave». В случае отказа одной из баз, работа переключается на другую без потери данных. В перспективе возможно подключение к основному кластеру БД большего количества узлов из других городов с репликацией данных на резервные кластеры (расширенная реализация принципа георезерва).
Подобный подход многократно опробован в работе платформ «Связьком.SMSC». На одной из инсталляций для повышения отказоустойчивости модули платформы были продублированы в двух городах. Кластеры соединены по схеме «active-active». В случае отказа любого из серверов, его функции начинает выполнять резервный узел кластера, находящийся рядом. При полном выходе из строя площадки в одном городе, всю работу возьмет на себя другая площадка. Данное решение обеспечивает высокую надежность такого критичного сервиса, как SMS-сообщения.
Кластеризация — это очень сложный процесс, требующий дополнительных усилий и затрат на всех этапах реализации, креативного подхода и нестандартных решений. Благодаря постоянному повышению уровня квалификации и приобретению новых компетенций, компания «Связьком» может предложить этот способ повышения надежности своих платформ. Кластеризация возможна не только в вышеперечисленных продуктах, но и в любых других с повышенными требованиями к надежности и отказоустойчивости. Этот способ улучшения доступен как новым клиентам, так и тем, кто уже использует продукцию компании «Связьком» и задумывается об апгрейде. Кластеризация — гибкое решение, которое возможно подстроить под нужды конкретного клиента для обеспечения более высокого качества бизнес-процессов.
