Architetture di alta disponibilità e best practice per il clustering software
Quali sono le architetture di alta disponibilità e le best practice?
Panoramica
Questo articolo presenta le diverse architetture di alta disponibilità e le relative best practice, confrontando vantaggi e svantaggi di ciascuna.
Le tabelle comparative seguenti illustrano nel dettaglio l’architettura di alta disponibilità SafeKit e le relative best practice. SafeKit è un prodotto software per l’alta disponibilità.
Quali sono le architetture di alta disponibilità?
Esistono due tipi di architetture di alta disponibilità: quelle per applicazioni backend, come i database, e quelle per applicazioni frontend, come i servizi web.
Le architetture backend si basano su due server che condividono o replicano i dati e attivano il failover automatico dell’applicazione in caso di guasti hardware o software.
Le architetture frontend si basano su una farm di almeno due server. Il bilanciamento del carico, hardware o software, distribuisce le sessioni TCP tra i server disponibili.
È inoltre necessario scegliere tra alta disponibilità a livello applicativo e a livello di macchina virtuale.
Quali sono le best practice?
L’articolo esamina le best practice per le architetture di alta disponibilità confrontando:
- clustering software e hardware,
- architettura shared-nothing e shared-disk,
- alta disponibilità applicativa e della macchina virtuale,
- alta disponibilità e tolleranza ai guasti,
- replica sincrona e asincrona,
- replica di file e di dischi,
- tecniche di replica dei dati,
- RPO e RTO con esempi,
- split brain e quorum,
- indirizzi IP virtuali.
Tabelle comparative sulle architetture di alta disponibilità e le best practice
Scegliere la giusta soluzione di Alta Disponibilità (High Availability - HA) è fondamentale per garantire la continuità aziendale e ridurre al minimo i tempi di inattività. Questo confronto offre un’analisi tecnica diretta di due principali approcci architetturali: il clustering software-defined shared-nothing di SafeKit rispetto ai metodi HA tradizionali, che si basano in genere su hardware, dischi condivisi (come una SAN) e configurazioni complesse. Queste differenze riguardano la semplicità di installazione, i metodi di replicazione dei dati, la velocità di ripristino (RTO/RPO) e la complessità operativa. La tabella seguente illustra le principali differenze sui temi chiave dell’alta disponibilità.
Confronto Alta Disponibilità: Clustering software SafeKit vs. HA tradizionale / Clustering hardware
| Argomento | SafeKit (Clustering software / Approccio principale) | HA tradizionale / Clustering hardware |
|---|---|---|
| Clustering software vs. Clustering hardware | • Un semplice cluster software con il pacchetto SafeKit semplicemente installato su due server | • Clustering hardware complesso che richiede uno storage esterno o bilanciatori di carico di rete |
| Shared Nothing vs. Cluster a dischi condivisi | • SafeKit è un cluster shared-nothing: facile da distribuire anche in siti remoti | • Un cluster a dischi condivisi è complesso da distribuire |
| Alta disponibilità applicativa vs. Alta disponibilità completa delle macchine virtuali | • L’HA applicativa gestisce sia i guasti hardware che quelli software grazie ai controllori applicativi (checker). • Tempo di ripristino rapido riavviando solo l’applicazione (RTO nell’ordine di 1 minuto o meno). • L’HA applicativa richiede la definizione di script di riavvio per applicazione e delle cartelle da replicare (moduli applicativi SafeKit). | • L’HA completa per VM gestisce i guasti hardware e alcuni guasti software, come una VM bloccata. • Riavvio della VM in caso di guasto e tempo di ripristino dipendente dal riavvio del sistema operativo. • Nessuno script di riavvio da definire con l’HA completa per macchine virtuali (moduli SafeKit 🛠️ hyperv.safe o 🛠️ kvm.safe). Gli hypervisor lavorano in modalità attivo/attivo semplicemente con più macchine virtuali. |
| Alta disponibilità vs. Tolleranza ai guasti (Fault Tolerance) | • Nessun server dedicato con SafeKit. Ogni server può fungere da server di failover per l’altro. • Guasto software con riavvio in un altro ambiente di sistema operativo. • Aggiornamento graduale dell’applicazione e del sistema operativo possibile server per server (le versioni N e N+1 possono coesistere). | • Server secondario dedicato all’esecuzione della stessa applicazione sincronizzata a livello di singola istruzione. • Eccezione software che si verifica su entrambi i server contemporaneamente. • Aggiornamento graduale non possibile. • Hardware o hypervisor specifici a tolleranza di guasto. |
| Replicazione sincrona vs. Replicazione asincrona | • SafeKit implementa una replicazione sincrona in tempo reale senza alcuna perdita di dati in caso di guasto. • Prerequisito fondamentale per l’alta disponibilità. | • Con la replicazione asincrona si verifica una perdita di dati in caso di guasto. • Non adatta per l’alta disponibilità, ma per soluzioni di backup. |
| Replicazione di file a livello di byte vs. Replicazione di disco a livello di blocco | • SafeKit implementa la replicazione di file in tempo reale a livello di byte e si configura semplicemente indicando le cartelle applicative da replicare, anche sul disco di sistema. | • La replicazione del disco a livello di blocco è complessa da configurare e richiede il posizionamento dei dati applicativi su un disco dedicato. |
| Heartbeat, Failover e Quorum per evitare 2 nodi Master | • Per evitare 2 master (Split-Brain), SafeKit propone un semplice verificatore di split-brain configurato su un router. | • Per evitare 2 master, gli altri cluster richiedono una configurazione complessa con una terza macchina, un disco di quorum dedicato o un’interconnessione speciale. |
| Indirizzo IP virtuale: Primario/Secondario, bilanciamento del carico di rete, failover | • In un cluster SafeKit non sono richiesti server proxy dedicati né configurazioni di rete speciali per gli indirizzi IP virtuali. | • Negli altri cluster è richiesta una configurazione di rete speciale per gli indirizzi IP virtuali (nota: SafeKit offre un controllo dello stato di salute adattato ai bilanciatori di carico). |
In sintesi , la scelta architetturale tra il clustering software (come SafeKit) e il clustering hardware (tradizionali architetture a disco condiviso/SAN) influisce in modo significativo sulla complessità di implementazione, sui costi operativi e sull’efficacia del ripristino in caso di guasto. La principale conclusione di questo confronto è il passaggio verso architetture shared-nothing e soluzioni di alta disponibilità (HA) a livello applicativo, che privilegiano il rapido ripristino delle applicazioni (RTO ridotto) e la flessibilità di implementazione (anche tra siti remoti). Questo approccio porta spesso a una soluzione più semplice, snella e resiliente rispetto a configurazioni cluster altamente complesse e fortemente dipendenti dall’hardware. Per garantire la massima continuità operativa con una gestione semplificata, è fondamentale valutare un approccio basato sul software.
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