Wstęp do klastrów wysokiej dostępności w oparciu o Proxmox/Ceph

Proxmox VE to potężna platforma do zarządzania wirtualizacją, która oferuje zaawansowane funkcje klastrowania i wysokiej dostępności (HA). Jednym z kluczowych elementów, które mogą uczynić środowisko Proxmox bardziej niezawodnym i elastycznym, jest integracja z Ceph – rozproszonym systemem przechowywania danych. W tym artykule przyjrzymy się, jak działa klastrowanie i HA w Proxmox, oraz jak Ceph może dodatkowo wzmocnić te funkcje.

Co To Jest Klaster w Proxmox?

Klaster w Proxmox to grupa serwerów fizycznych współpracujących ze sobą w celu scentralizowanego zarządzania zasobami. Klaster umożliwia m.in. łatwe przenoszenie maszyn wirtualnych (VM) pomiędzy serwerami oraz zapewnia redundancję danych i zasobów.

Jednakże sam klaster Proxmox nie zapewnia automatycznej reakcji na awarie. Potrzebne są dodatkowe mechanizmy, takie jak Wysoka Dostępność (HA), które automatyzują proces przenoszenia VM na inne węzły w przypadku awarii jednego z serwerów.

Wymagania dla Wysokiej Dostępności (HA) w Proxmox

Aby skonfigurować HA w Proxmox, klaster musi spełniać kilka kluczowych wymagań:

  1. Quorum: Klaster musi składać się z co najmniej trzech serwerów fizycznych. Tylko wtedy system jest w stanie efektywnie ocenić stan węzłów i zadecydować o przeniesieniu VM w przypadku awarii.
  2. Failover: To proces automatycznego przełączenia maszyn wirtualnych na inne serwery w klastrze, gdy jeden z węzłów ulegnie awarii. Dzięki temu przestój usług jest minimalizowany.
  3. Replikacja: Dla skutecznego HA ważne jest, aby dane VM były regularnie kopiowane na inne serwery. To pozwala na szybkie uruchomienie VM na nowym serwerze bez utraty danych.

Podstawowy klaster Proxmox zarządza zasobami i oferuje pewien poziom redundancji, ale to dopiero konfiguracja HA umożliwia automatyczne, bezobsługowe przenoszenie maszyn wirtualnych w przypadku awarii, co minimalizuje przestoje i zapewnia ciągłość działania usług.

Ceph w Proxmox: Rozproszona Pamięć Masowa dla HA

Ceph to zaawansowany system przechowywania danych, który idealnie integruje się z Proxmox, oferując rozproszoną, skalowalną i wysokodostępną pamięć masową. Ceph świetnie wspiera koncepcję HA, ponieważ umożliwia automatyczną replikację danych i ich wysoką dostępność.

Podstawowe Wymagania dla Ceph:

  1. Minimalna Liczba Węzłów: Ceph wymaga co najmniej trzech węzłów, aby działać w trybie produkcyjnym. Ta konfiguracja zapewnia quorum i umożliwia bezpieczną replikację danych.
  2. Oddzielna Sieć dla Ruchu Ceph: Zaleca się, aby ruch sieciowy związany z Ceph był obsługiwany przez oddzielną sieć o dużej przepustowości (najlepiej 10 GbE lub więcej). To izoluje ruch Ceph od innych operacji sieciowych, zmniejszając opóźnienia i poprawiając wydajność.
  3. Pamięć RAM i CPU: Każdy węzeł Ceph powinien posiadać co najmniej 2 GB pamięci RAM na każdy terabajt przestrzeni dyskowej oraz wielordzeniowe procesory, które sprostają wymaganiom operacyjnym.
  4. Dyski: Ceph potrzebuje kilku dysków: jednego lub więcej dla OSD (Object Storage Daemons) oraz jednego szybkiego dysku SSD/NVMe dla dziennika operacji (journal/WAL). Szybkie dyski SSD/NVMe znacznie poprawiają wydajność operacji zapisu.

Konfiguracja Ceph w Proxmox:

  1. System Operacyjny: Proxmox VE, na którym działa Ceph, musi być zainstalowany na kompatybilnym systemie operacyjnym, takim jak Debian lub Ubuntu.
  2. Synchronizacja Czasu: Wszystkie węzły Ceph muszą mieć zsynchronizowany czas. Najczęściej osiąga się to przy użyciu NTP (Network Time Protocol).
  3. Wspólna Przestrzeń Dyskowa: Każdy węzeł musi mieć dostęp do dysków przeznaczonych na OSD oraz odpowiednie zasoby dla monitorów Ceph, które śledzą stan klastra.

Jak Działa Ceph?

Ceph rozdziela dane na małe fragmenty i przechowuje je na wielu węzłach w klastrze. Dzięki temu, nawet jeśli jeden lub więcej węzłów ulegnie awarii, dane pozostają dostępne. Ceph jest zaprojektowany do skalowania w poziomie, co pozwala na łatwe dodawanie nowych węzłów bez potrzeby przestoju.

Ceph obsługuje różne typy pamięci masowej, co czyni go wszechstronnym narzędziem w różnych scenariuszach aplikacyjnych. System automatycznie rozkłada dane i równoważy obciążenie między węzłami, optymalizując wykorzystanie zasobów i minimalizując ryzyko przeciążenia.

Migracja do Sieci 10GbE: Czy Warto?

Dla środowisk wykorzystujących Ceph i HA, migracja z sieci 1GbE do 10GbE jest mocno rekomendowana. Sieci 10GbE oferują dziesięciokrotnie większą przepustowość, co jest kluczowe dla efektywnego działania systemów takich jak Ceph. Dzięki wyższej przepustowości, sieci 10GbE mogą obsługiwać większe obciążenia i zapewniają lepszą wydajność dla zasobożernych aplikacji.

Co Się Dzieje z VM podczas Awarii Serwera w Proxmox HA?

W Proxmox z HA, gdy serwer fizyczny ulega awarii, VM są automatycznie przenoszone na inne dostępne węzły w klastrze. Proces ten składa się z kilku kluczowych kroków:

  1. Detekcja Awarii: System Proxmox HA szybko wykrywa awarię serwera.
  2. Przełączanie VM (Failover): VM są przenoszone na inne serwery w klastrze i ponownie uruchamiane. Proces ten zwykle trwa kilka minut.
  3. Dostępność Usług: Po przeniesieniu i ponownym uruchomieniu, VM wracają do pełnej funkcjonalności

Podsumowanie

Integracja Ceph z Proxmox VE to potężne rozwiązanie dla środowisk wymagających wysokiej dostępności i elastyczności. Dzięki Ceph, możemy korzystać z zaawansowanego rozproszonego systemu przechowywania danych, który doskonale wspiera funkcje HA w Proxmox. Odpowiednie planowanie i konfiguracja zapewniają, że system będzie działał sprawnie i niezawodnie, minimalizując przestoje i optymalizując wydajność.