Paolo Cremonesi. Impianti Informatici. Architetture Enterprise 15/06/06

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1 Paolo Cremonesi Architetture Enterprise 15/06/06

2 Cluster

3 Definizione di cluster 3 Sistema di computer che cooperano in modo tale da essere visti come un singolo computer servono per aumentare affidabilità e/o prestazioni I cluster si dividono in due categorie: High-availability (HA) cluster Load balancing cluster

4 High-availability (HA) cluster 4 A B

5 Load balancing clusters 5 load balancer

6 Classificazione dei cluster in base alla simmetria 6 Attivo/Passivo Attivo/Attivo A A B B

7 Connessione tra nodi 7 Ogni nodo deve avere due interfacce di rete Rete provata Rete pubblica La rete privata viene utilizzata per due motivi heartbeat sincronizzazione Rete privata Cluster composto da due nodi cavo cross link cavo seriale Cluster composto da più di due nodi hub o switch dedicati backplane InfiniBand

8 InfiniBand 8

9 Architettura applicativa di InfiniBand 9 NETWORK APPLICATION INFINIBAND SAN BSD Sockets BSD Sockets UDAPL NFS-RDMA FS API TCP IP SDP TS SDP TS DAT FILE SYSTEM SCSI Drivers IPoIB API VERBS SRP FCP ETHER INFINIBAND HCA FC ETH SWITCH ETH GW INFINIBAND SWITCH FC GW FC SWITCH LAN/WAN SERVER FABRIC SAN

10 Costi e prestazioni di InfiniBand 10 InfiniBand 10GigE GigE Banda (Messaggi Lunghi) 950MB/s 900MB/s 100MB/s Latenza (Messaggi Brevi) 5us 50us 50us Switch 250 2K -6K Cavi (3m)

11 Load Balancer e SSL Accelerator

12 Load Balancing: Overview 12 Prestazioni elevate Maggiore robustezza Principali produttori: CISCO, Nortel, Radware Load Balancing Server Farm Servers Clients Internet Internet Local Network

13 Scalabilità e Manutenzione 13 Load Balancing manutenzione Clients Internet Internet Local Network nuovo server Server Farm

14 Meccanismo di funzionamento 14 Dopo NAT Destination IP = Client Destination IP = Load Balancer Server 1 Clients VIP = Virtual IP Internet Internet NAT = Network Address Translation Server VIP = GW IP = Server Default Gateway = Load Balancer IP

15 Stateful Load Balancing 15 Session Table Src. IP Dest. IP Src. Port Dst. Port Server Load Balancer Clients Internet Internet VIP = GW IP =

16 Failover Trasparente 16 Session Table Source IP Destination IP Source Port Destination Port Server RS1 Server Farm RS2 Source IP Destination IP Source Port Destination Port Server RS RS2 Synchronized Session Table

17 Health Checking 17 Richiesta Risposta HTTP Load Balancer ping Richiesta http HTTP

18 SSL Acceleration (1) TCP Connection Setup SSL Handshake Application Request Application Response Clients Servers Connessione HTTPS (SSL)

19 SSL Acceleration (2) TCP Connection Setup SSL Handshake Application Request Application Response Clients Servers Connessione HTTPS (SSL) Connessione HTTP SSL Accelerator

20 Load Balancer e SSL Accelerator 20 Client Client SSL Acceler. Load Balancer SSL Acceler. Web Server Web Server M http https

21 Un esempio: sistema di internet banking 21 SNA over 100 Mb/s sw. eth.

22 Componenti

23 Web server 23 Nelle architetture industriale vengono utilizzati più web server per bilanciare il carico e per motivi di affidabilità Il web server ha un ruolo sempre più marginale nell erogazione di servizi web Nell ambito dei web server si stanno affermando architetture di tipo blade server IBM bladecenter

24 Application server 24 L application server è una delle componenti più delicate e cruciali di un sistema web In molti sistemi l application server, oltre a fornire le logiche applicative supporta le funzionalità di middleware (message queing, RMI/Corba...) la gestione del pooling delle risorse (DB connection, thread...)

25 Database 25 In molte realtà aziendali il DB è il cuore di tutte le applicazioni. L importanza del DB è cresciuta con il diffondersi di sistemi e strumenti di data-warehousing. Oltre a richiedere considerevoli risorse in termini di CPU e RAM i DB necessitano sistemi sistemi di storage veloci e di elevatissima capacità.

26 Gestione dei domini 26 Un server enterprise (centinaia di processori, decine di interfacce di rete, gigabyte di memoria, terabyte di storage) può essere partizionato in domini Ogni dominio è un server virtuale, con il suo sistema operativo, le sue applicazioni, le sue interfacce di rete I domini possono essere modificati a caldo ad es., variando il numero di processori o la quantità di memoria assegnata a un dominio

27 Esempio di sistema enterprise: Sun

28 Esempio di sistema enterprise: Sun Up to 106 processors UltraSPARC III Cu 1.2-GHz CPU/Memory board: Up to 18 Uniboard CPU/Memory Boards, each holding 4 processors and up to 32 GB memory, providing up to 576 GB memory per domain Redundant System Controllers: Automatic system failover of System Controllers, automatic failover of clock and management functions, with no service interruption to users Availability: Full hardware redundancy, Hot Swap CPU, Memory, I/O, Power and Fans, Upgrades, Online upgrades, Journaling file system, Concurrent maintenance, Full data integrity, Redundant network connections, Redundant storage connections, Hardened operating system kernel, Hardened I/O drivers, Dynamic System Domains: Up to 18 Dynamic System Domains allow secure, fault-isolated, dynamic partitioning of resources within a single server Operating System: Solaris [tm] 8 Operating Environment (10/01 or later) Power/Fan: Full redundancy of power and cooling systems

29 Sistemi di storage: un esempio 29 Capacità: 30GB 60TB > 300 Hard disk Connessioni ad altissima velocità (fibre channel) Totale ridondanza (dischi, alimentazione, ventilazione, schede etc) EMC 2 Symmetrix 8000

30 Una componente poco familiare e costoso: il mainframe 30 Quasi tutte le aziende utilizzano dei mainframe per gestire le informazioni aziendali più delicate A titolo di esempio, in Italia, solo una banca su 200 non utilizza il mainframe per gestire le informazioni sui conti correnti Molti sistemi internet e intranet si devono pertanto interfacciare con i mainframe...

31 Il mainframe 31 Macchine specificamente pensate per operazioni transazionali Bus e processori dedicati alle operazioni crittografate Grande scalabilità Modello di fornitura basato su contratto di locazione Gestione della capacità on demand Facilità di contabilizzazione e monitoraggio Hanno subito una forte evoluzione nel corso degli ultimi anni (oggi 64 bit, supportano Linux)

32 Architettura fisica 32 Web Server Application Server Mainframe Load Balancer SSL Accel DB Server Storage

33 Architettura del portale Web di una importante azienda italiana

34 Suddivisione in Layer 34 Il portale è composto da 4 livelli Apache Broadvision Interaction Managers Broadvision Cores Bea Weblogic con tre database twooracledb one Broadvision db

35 Utilizzo delle risorse 35 Application CPU Average Utilization Memory Apache 25% 30% Broadvision IM 30% 45% Broadvision Core 25% 40% Bea 23% 40%

36 Layer (dettaglio 1) 36 Il layer Apache è compost: 10 SunFire V120 servers (1 Cpu - 1GB of Ram) 7 SunFire V240 servers (2 Cpus - 2GB of Ram) 1 SunFire board having (4 Cpus - 4 GB of Ram) The Broadvision Interaction Manager tier is made up of: 14 SunFire boards (4 Cpus - 8 GB of Ram) 4 SunFire boards (6 Cpus - 12 GB of Ram) 4 SUNW Ultra-Enterprise boards (4 Cpus - 4 GB of Ram) The Broadvision Core layer consists of : 2 UltraSPARC-II servers (4 Cpus - 4 GB of Ram) 2 Sun E280R servers (2 Cpus - 4 GB of Ram) The Bea Weblogic tier is made up of : 4 SunFire boards (4 Cpu - 4 GB of Ram)

37 Layer (dettaglio 2) 37 The Boroadvision db layer consist of 4 SunFire boards (4 Cpu - 20 GB of Ram) The Oracle db layer consist of 2 servers DL760 (8 CPU - 3,5 GB of Ram) 2 servers Ultra-Enterprise (44 CPU 44 GB of Ram)

38 Broadvision Interaction Manager layer 38 Model sun4u sparc SUNW,SUN F15K Processors Number of CPU 44 Frequency 400 Mhz Memory Total Physical Memory 32 GB Internal disks Number of Copies 2 Net space 180 GB Free Space 140 GB External disks Number of Copies Net Space Free Space Network interfaces Number of 5 Number of 2

39 Oracle layer 39 Model Ultra-Enterprise Processors Number of CPU 44 Frequency 400 Mhz Memory Total Physical Memory 44 GB Internal disks Number of Copies 2 Net space 100 Free Space 70 External disks Number of Copies 6 Net Space GB Free Space GB Network interfaces Number of 8 Number of 0

40 Architettura di rete 40 Sito A Internet Load Balancer Sito B Web Server Firewall Interaction Manager Firewall Load Balancer

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