Windows Clustering Technology Overview 기술사업부 ( 주 ) 마이크로소프트

2 수직 확장 4P 수평 확장 Windows 2000 Server – 다양한 규모의 비즈니스에 적합 Windows 2000 Advanced Server – e-Commerce, LOB Windows 2000 Datacenter Server – 최고의 확장성 자동화된 최적화 기능 비용 효과적인 확장 기존 투자 비용에 대한 보호 파티셔닝 기능 확장성있는 클러스터링 8P 32P 마이크로소프트 고가용성 전략

3 Cluster 제품 사용 설문 결과 출처 : IDC, December 2000 Clustering Annotated Questionnaire N=246N=206N=40

4 Windows 2000 클러스터링 개요 3 가지 클러스터링 기술 네트워크 로드 균형  목적 : TCP/IP 기반의 서비스인 웹, 터미널 서비스, VPN, 스트리밍 미디어 서버의 IP 트래픽 을 하나의 가상 서버군들을 통해서 각 노드간에 소통량의 균형을 맞춤  기대 효과  확장성 : 하나의 클러스터에 32 대의 서버 추가 가능  가용성 : 서버 장애에 대한 자동 검색 및 10 초 내에 나머지 서버로 트래픽 분할 컴포넌트 로드 밸런싱  목적 : COM 컴포넌트에 대한 8 노드의 동적인 로드 균형 제공  기대 효과 : 확장성, 가용성 서버 클러스터  목적 : 데이터베이스나 메시징 시스템과 같은 무정지 서비스가 요구되는 중요 업무와 관련된 백 엔드 시스템의 Failover 를 지원  NT 서비스나 응용프로그램이 Client 나 Request 의 내용을 메모리에 가지고 있으므로 Failover 이후에 데이터 일관성 유지  클러스터 서비스는 클러스터 아키텍처의 비공유 (Shared Nothing) 모델에 기초합니다  기대 효과  확장성 : 최대 4 개 노드 클러스터 지원  가용성

5 Windows 2000 클러스터링 시나리오 분류시나리오 서버 클러스터 네트워크 로드 균형 컴포넌트 로드 균형 기대 효과 프리젠테이션 레이어 웹 서버 ○○ 빠르게 용량을 확장합니다. 사이트 작동 중지 시간을 최소화합니다. 터미널 서 버 ○ 빠르게 용량을 확장합니다. 서버 장애의 효과를 최소화합니다. 데이터 레이어 파일 / 인쇄 서버 ○ 서버 작동 중지 시간을 최소화합니다. 돌발 사고 발생 대비 (failover) 조치 후에 데이터 일관성을 유지합니다. 데이터 베이스 ○ 응용 프로그램 작동 중지 시간을 최소화 합니다. 돌발 사고 발생 대비 (failover) 조치 후에 데이터 일관성을 유지합니다. 메시징 ○ 응용 프로그램 작동 중지 시간을 최소화 합니다. 돌발 사고 발생 대비 (failover) 조치 후에 데이터 일관성을 유지합니다. 프리젠테이션 및 어플리케이션 레이어 전자 상거 래 사이트 ○○○ 빠르게 용량을 확장합니다. 서버 / 어플리케이션 작동 중지 시간을 최소화합니다.

6 Network Load Balancing Component Load Balancing Server Cluster 웹 서버 또는 IP 기반 서비스 프리젠테이션 레이어 COM+ 컴포넌트 어플리케이션 서버 레이어 Exchange, SQL, File Server 데이터 서버 레이어 로드 밸런싱 프론트 엔드 시스템의 가용성 시스템 확장성 데이터의 가용성 stateful failover no single point of failure 성능에 대한 병목현상 제거 클러스터링 기능 및 구성

7 서버 클러스터 특장점 고가용성 서버 응용프로그램에 대 한 고가용성 제공 서버나 응용프로그램 실패로부터 자동 복구 자동화된 failover 및 서비 스 제시작 하드웨어 및 통신 실패 검색 및 복구 : 응용프로그램 재시작 및 클라이언 트 연결 재생성 가용중인 응용프로그램의 이동 용이 롤링 업그레이드를 이용해서 시스템과 응용프로그램의 서비스 중단 없이 유지보수 가능 쉬운 관리성 설치, 설정, 관리 용이표준 하드웨어와 Windows 환경에서의 쉽고 빠른 설치 및 클러스터 관리 자를 통한 설정 및 관리 용이 대기 모드의 서버 불필요 Active-Active 모드 지원으로 대기 모드의 서버 불필요

8 서버 클러스터 특장점 저비용 표준 디스크 및 연결 지원 SCSI 장비와 같은 표준 디스크 사용 및 개방된 API 제공 클러스터 서버간 연결의 다양성 지원 표준 이더넷 지원으로 저렴한 구성이 가능. Winsock Direct 와 같은 빠른 표준 연결 가능 클러스터 가능한 응용프 로그램 개발의 용이 Clustering API 가 표준 Win32 의 확장 개념임. 클러스터 가능한 응용프 로그램 API Clustering API 는 Failover 및 Recovery 를 지원하는 표준 어플리케이션 플 랫폼 제공 기존 서비스나 응용프로 그램의 변경이 불필요 파일 / 프린터 서버의 자동 복구. 기본 Failover 기능에 대한 코딩 불필요 표준 서버 하드웨어에서 동작 다양한 공급업체의 표준 하드웨에어서 동작하므로 취사 선택 가능 확장성 확장된 장치 지원향상된 연결성을 위한 광 채널 (FC) 등 확장성 있는 장치 지원을 통한 성능 향상

9 네트워크 로드 균형 특장점 고가용성 No single point of failure 모든 클러스터 노드에서 트래픽이 수신되고, 각 노드는 패킷의 응답에 대 해 독립적으로 판단을 하게 되므로 전체 클러스터에 대해 단일 지점에서 의 서비스 중단없이 서비스를 지속할 수 있음 빠른 IP 트래픽의 재분배클러스터 상태 점검과 워크로드의 재분배 프로세스가 3 초에서 5 초간격으 로 진행됨 노드 실패에 대한 5 초 검 출 5 초 간격으로 각 클러스터에서 heartbeat 을 보내므로 10 초 이내에 노드의 실패 검출. 롤링 업그레이드 및 유지 보수 지원 롤링 업그레이드를 통해 시스템과 응용프로그램의 서비스의 중단 없이 유 지보수 가능 확장성 트래픽을 32 대의 서버로 분산 IP 요청에 대해 최대 32 노드까지 분산 가능. 노드의 추가는 간단한 NLB 설치 및 노드 활성화로 가능 No performance bottleneck 모든 클러스터 노드가 IP 요청을 확인하므로 네트워크의 퍼포먼스에 대한 병목현상 방지 사이트의 성능은 네트워크와 클러스터 노드의 용량에 비례함 빠른 프로토콜 지원 Ethernet, fast Ethernet, FDDI, Gigabit Ethernet 지원 클러스터 통신을 위한 최 소한의 대역폭 사용 초당 1.5kb

10 네트워크 로드 균형 특장점 저비용 및 간편성 NT 장치 드라이버로 설치단순한 장치 드라이버로 설치되며 1MB 의 디스크 공간 필요 상호 연결을 위한 특별한 연결성이나 하드웨어 불 필요 상호 연결을 위해 특별한 하드웨어 연결이나 장치 불필요. 클러스터 heartbeat 은 외장 NIC 에서 동작 기존 서비스나 응용프로 그램의 변경이 불필요 NLB 를 위한 특별한 DLL 이나 클러스터에서 실행되는 서비스나 응용프로 그램의 변경이 필요하지 않음. 거의 모든 IP 기반 서비스에서 동작 표준 서버 하드웨어에서 동작 다양한 공급업체의 표준 하드웨에어서 동작하므로 취사 선택 가능 관리성 암호화된 패스워드를 통 한 완벽한 원격 관리 Windows 2000 기반의 시스템에서 원격에서 클러스터 운영 가능. 각 노드에 설정되어 있는 암호화된 패스워드를 통해 클러스터에 접근 가 능

11 네트워크 로드 균형 기능 비교 기능기대효과 Round- robin DNS Hardware Load Balancing Solution Software- Based Load Balancing Solution “dispatcher” relationship Windows NT Load Balancing Service S/W 기반 솔루션저비용 ○○○ 클러스터 호스트에서 동작 ( 추가 장비 불필요 ) 저비용 ○○ 모든 TCP/IP 서비스 처리유연성 ○○○○ TCP/IP 서비스에 대한 고가 용성 제공 고가용성 ○○○ no single point of failure 저비용, 고가 용성 다양함○○ Active/Active failover 리소스 활용 ○○ TCP/IP 서비스에 대한 성능 확장 고용량 ○○○○ no throughput bottleneck 고성능 ○○ Does not modify or redirect IP packets Low overhead ○○

12 국내 사례 ERP 시스템에 대해 SQL Server Clustering DB Size : 320GB 내부 APP 인 아큐브 시스템에의 SQL Server Clustering Community Web Site 에 SQL Server Clustering Compaq 8500 Series, EMC Storage 전체 경매 사이트에 대해 3 개의 SQL Server Clustering HP Net Server, EMC Storage 그룹 메시징 서버로 Back End 에 Exchange Server Clustering 및 Front End 에 IIS NLBS 로 가동 내부 APP 에 대해 SQL Server Clustering

13 롯데 카드 : 시스템 구성 W2K DataCenter, SQL2000 ES 대에 Domain 에 의해 분리 Named User 700 DB Size : 200GB Cluster HeartBeat Unisys ES7000 (CMS 시스템 파티션 : DB ) CPU : PIII Xeon 550MHZ 8EA MEM : 4GB Unisys ES7000 (Application Server : COM+, MSMQ) CPU : PIII Xeon 550MHZ 8EA MEM : 4GB ATL P1000 DLT Library DLT7000 Drive 4EA Cartridge 30 EA 144GB/hr 100MB/sec 3 Fiber Channel 40MB/sec 2 SCSI Channel Unisys ES5045 ( 개발 시스템 ) CPU : PIII Xeon 550MHz 4EA MEM : 2GB 100MB/sec 3 Fiber Channel User LAN STRATUS 승인서버 승인서버 인터페이스용 전용 네트웍 CMS 금융 BCV 100MB/sec 1 Fiber Channel

~ , , 108 EXVS1: Cluster : 115 DBVS1: 112 (105) DBVS2 : 113 (106) DC/GC DC A/PA/A 현재 websvr4 는 10. Network 에 연결되어 있음. L4: www: 동부 화재 : 서버 구성

15 영업물류 생산 / 회계 Application/Web Server (Load Balancing) DB Server (2-Node Clustering) VB Client 외주업체 메시징 Server 5 개 공장 +1 개 본사 VB Client File Server 170 여개 영업소 인터넷 서울 본사 13 개 지점 VB Client Fire Wall Internet Mail/ 외주용 Web Server OLAP 롯데제과 : 서버 구성 업무시스템 S/W 내역 H/W 내역 OLTP DB Server*2 Win 2K Advanced Server SQL 7 Enterprise Server 4 CPU(Zeon), 4G M/M, 18 G H/D OLAP DB Server Win 2K Advanced Server SQL 7 Enterprise Server 4 CPU(Zeon), 2G M/M, 100 G H/D (Logical) App./Web Server*3Win 2K Advanced Server2 CPU, 512 M M/M, 36 G H/D, 2 NIC File Server*5Win 2K Server1 CPU(PII), 256 M M/M, 10 G H/D G/W ServerNT 4/Exchange 5.54 CPU(Zeon), 1G M/M, 79 G H/D, 2 NIC Internet ServerNT 4/Exchange 5.52 CPU(PII), 256 M/M, 4 G H/D Clustering Storage150 G H/D (Logical)

16 Fire Wall DB Server W/Clustering (MSCS) DM/Analysis Server (NLBS) Web Server /Application Server LDAP Server Staging Server & BOS 用 Rack 1 Rack 2 Rack 3 Legacy Router HUB LG 유통 Millennium Mall : 서버 구성