Entorno HA para Linux

Linux como sistema operativo debe de ofrecer una serie de facilidades, para que los sistemas de alta disponibilidad puedan integrarse correctamente tal y como se hace en otros entornos. Estas facilidades est�n relacionados directamente con el entorno hardware y el software para las aplicaciones de alta disponibilidad. En esta secci�n se comentaran los diversos subsistemas que ayudan a "virtualizar" recursos, as� como subsistemas para evitar SPOF.

Sistemas de computaci�n

Actualmente Linux es una plataforma de computaci�n y supercomputaci�n muy consolidada. Se puede afrontar la idea de eliminar SPOF en los sistemas de computaci�n, pero s�lo a partir de un nivel que Linux como sistema operativo pueda obrar. Es decir que si consideramos la computaci�n al nivel de nodos y superiores no habr� problemas, pero si consideramos a nivel de procesadores y memorias, es mas un problema muy cercano a una soluci�n hardware tolerante a fallos.

Sistemas de red

Linux puede presumir de tener una de las pilas TCP/IP mas completas y estables que existen actualmente. La caracter�stica de IP Aliasing de Linux, permite asignar varias direcciones IP a una misma interfaz; esto nos permite poder levantar una direcci�n IP, exclusivamente, en un nodo del cl�ster. Si alg�n nodo perece con su IP, cualquier otro nodo del cl�ster, puede tomar el testigo.

Tambi�n, Linux es capaz de actualizar sus tablas de rutas din�micamente, gracias a demonios de enrutamiento tales como ospfd. ospfd es un demonio de enrutamiento que implementa el algoritmo de enrutamiento OSPF. Con estos servicios el cl�ster puede ser consciente de la topolog�a de la red y reaccionar ante las ca�das de l�neas de comunicaciones o nodos.

Sistemas de almacenamiento

En los sistemas de almacenamiento existe una doble problem�tica:

  1. SPOF en los elementos de almacenamiento.

  2. Consistencia ante un crash o ca�da.

El SPOF se soluciona con sistemas de discos capaces de hacer redundantes los datos, as� como de sustituir un disco da�ado por otro en reserva.

La consistencia se consigue revisando la integridad de los datos; la consistencia debe ser establecida en el m�nimo tiempo posible ya que el servicio de datos depende de �l.

Sistemas de disco

Redundant Array of Independent Disks (RAID)

Un subsistema RAID nos va a permitir eliminar SPOF de los recursos de almacenamiento.

Actualmente el kernel de Linux soporta RAID 0,1 y 5 con el driver MD. Adem�s de RAID software tambi�n soporta gran numero de controladoras SCSI y ATA100 que ofrecen vol�menes de RAID por hardware. Compaq e IBM han colaborado mucho en este aspecto, creando drivers para sus productos. Tambi�n cabe mencionar los sistemas LAN-Mirror que son una opci�n barata para conseguir un medio compartido y eliminaci�n de SPOF replicando por red. Como ejemplos cabe destacar DRBD, NBD y ENBD.

Logical Volume Management (LVM)

El software de gesti�n de vol�menes permite exportar los vol�menes de grupos de discos para que el servicio de datos pueda hacer uso de el. Logical Volume Management inicialmente adoptado por IBM luego por la OSF, esta en desarrollo. No s�lo es capaz de cambiar el tama�o de discos l�gicos sino tambi�n de sistemas de ficheros ext2.

Sistemas de ficheros con journal

Journaling es una t�cnica que naci� de las bases de datos y se ha ido incorporando a los sistemas de ficheros. Cuando un sistema de ficheros sufre una ca�da, dado a un fallo del sistema, este se chequea al completo corrigiendo las inconsistencias. Con journal se lleva una cuenta de que se ha ido modificando en el sistema de ficheros, ya que a la hora de chequearlo s�lo comprobara la inconsistencias de unos pocos ficheros y directorios.

El tiempo de puesta en consistencia de un sistema de ficheros disminuye considerablemente. Adem�s se incorporan t�cnicas como �rboles B y Hashes para un acceso mas r�pido a ficheros.

A continuaci�n se enumeran los sistemas de ficheros mas familiares y apropiados para la HA en Linux:

ext3

Es el cl�sico ext2 pero con el a�adido de una partici�n de log, para llevar el journal. Hace journal de datos y metadatos. Por l�gica es algo mas lento que ext2 en acceso pero mas r�pido en tiempo de recuperaci�n de consistencia. Lo realmente interesante es que hace journal de datos y metadatos.

Reiserfs

Es un sistema de ficheros creado desde 0 con la idea de sacar partido a arboles B, hashes y t�cnicas de journal actuales. Es un sistema de ficheros realmente r�pido en lo que a Linux se refiere. S�lo hace journaling de datos. Actualmente sus creadores est�n desarrollando Reiser4 bajo el patrocinio de la DARPA.

JFS

IBM lo ha puesto bajo GPL y ha sacado su primera versi�n con calidad de producci�n. De momento desarrollan con bastante independencia, de versiones actuales del kernel, ya que sacan parches para versiones especificas.

XFS

Silicon ha sacado releases con calidad de producci�n bajo GPL. Casi tan r�pido como reiserfs. Esta muy bien integrado con Linux, teniendo en consideraci�n otros subsistemas como puede ser quota o NFS. Sacan parches cada una o dos versiones del kernel. Una opci�n muy a considerar, en un futuro.