Clustering no dispositivo GPU do Azure Stack Edge Pro

APLICA-SE A: Azure Stack Edge Pro – GPUAzure Stack Edge Pro 2

Este artigo fornece uma breve visão geral de clustering no dispositivo do Azure Stack Edge.

Clustering de failover

O Azure Stack Edge pode ser configurado como um único dispositivo autônomo ou um cluster de dois nós. Um cluster de dois nós consiste em dois dispositivos independentes do Azure Stack Edge que estão conectados por cabos físicos e por software. Quando clusterizados, esses nós trabalham em conjunto como em um cluster de failover do Windows e fornecem alta disponibilidade para aplicativos e serviços em execução no cluster.

Se um dos nós clusterizados falhar, o outro nó começará a fornecer o serviço (o processo é conhecido como failover). As funções clusterizadas também são monitoradas proativamente para garantir que funcionem corretamente. Se não estiverem funcionando, serão reiniciadas ou migradas para o segundo nó.

O Azure Stack Edge usa o Clustering de Failover do Windows Server para o cluster de dois nós. Para obter mais informações, confira Clustering de Failover no Windows Server.

Quorum e testemunha de cluster

Um quorum é sempre mantido em seu cluster do Azure Stack Edge para permanecer online em caso de falha. Se um dos nós falhar, a maioria dos nós sobreviventes deverá verificar se o cluster permanece online. O conceito de maioria existe apenas para clusters com um número ímpar de nós. Para obter mais informações sobre quorum de cluster, confira Entenda o quorum.

Para um cluster do Azure Stack Edge com dois nós, se um nó falhar, uma testemunha de cluster fornece o terceiro voto para que o cluster permaneça online (pois o cluster fica com dois dos três votos – a maioria). Uma testemunha de cluster é necessária no cluster do Azure Stack Edge. Você pode configurar a testemunha na nuvem ou em um compartilhamento de arquivos local, usando a interface do usuário local do dispositivo.

• Para obter mais informações sobre a testemunha de cluster, confira Testemunha de cluster no Azure Stack Edge.
• Para obter mais informações sobre a testemunha na nuvem, consulte Configurar testemunha de nuvem.
• Para conferir as etapas detalhadas da implantação da testemunha de nuvem, consulte Implantar uma testemunha de nuvem para um cluster de failover.

Cluster de infraestrutura

O cluster de infraestrutura no dispositivo fornece armazenamento persistente e é mostrado no diagrama a seguir:

• O cluster de infraestrutura consiste em dois nós independentes que executam o sistema operacional do Windows Server com uma camada do Hyper-V. Os nós contêm discos físicos para armazenamento e adaptadores de rede que são conectados back-to-back ou com comutadores.

• Os discos entre os dois nós são usados para criar um pool de armazenamento lógico. Os espaços de armazenamento diretos nesse pool fornecem espelhamento e paridade para o cluster.

• Você pode implantar as cargas de trabalho de aplicativo na parte superior do cluster de infraestrutura.

  • As cargas de trabalho não conteinerizadas, como as VMs, podem ser implantadas diretamente sobre o cluster de infraestrutura.

    

  • As cargas de trabalho conteinerizadas usam o Kubernetes para implantação e gerenciamento de cargas de trabalho. Um cluster do Kubernetes que consiste em uma VM mestre e duas VMs de trabalho (uma para cada nó) é implantado sobre o cluster de infraestrutura.

  O cluster do Kubernetes permite a orquestração de aplicativos, enquanto o cluster de infraestrutura fornece armazenamento persistente.

Topologias de rede com suporte

De acordo com o caso de uso e as cargas de trabalho, você pode escolher como os dois nós do dispositivo Azure Stack Edge serão conectados. As topologias de rede serão diferentes se você usar um dispositivo Azure Stack Edge Pro GPU ou um dispositivo Azure Stack Edge Pro 2.

Em um alto nível, as topologias de rede com suporte para cada um dos tipos de dispositivos são descritas aqui.

Azure Stack Edge Pro com GPU

No nó do dispositivo Azure Stack Edge Pro GPU:

• A porta 2 é usada para o tráfego de gerenciamento.
• As Portas 3 e 4 são usadas para armazenamento e tráfego de cluster. Esse tráfego inclui o que é necessário para o espelhamento de armazenamento e o tráfego de pulsação de cluster do Azure Stack Edge que é necessário para que o cluster esteja online.

As seguintes topologias de rede estão disponíveis:

• Opção 1 – sem comutador: use esta opção quando você não tiver comutadores de alta velocidade disponíveis no ambiente para o tráfego de cluster e armazenamento.

  Nessa opção, as Portas 3 e 4 são conectadas back-to-back sem um comutador. Essas portas são dedicadas para o armazenamento e tráfego de cluster do Azure Stack Edge e não estão disponíveis para tráfego de carga de trabalho. Opcionalmente, você também pode fornecer endereços IP para essas portas.

• Opção 2 – uso de comutadores e agrupamento NIC: use esta opção quando você tiver comutadores de alta velocidade disponíveis para uso com os nós de dispositivo para o tráfego de cluster e armazenamento.

  Cada uma das portas 3 e 4 dos dois nós do dispositivo é conectada por meio de um comutador externo. As Portas 3 e 4 são agrupadas em cada nó e um comutador virtual e duas NICs virtuais são criadas para permitir a redundância de nível de porta para armazenamento e tráfego de cluster. Essas portas também podem ser usadas para tráfego de carga de trabalho.

• Opção 3 – uso de comutadores sem agrupamento NIC: use esta opção quando você precisar de uma porta dedicada adicional para tráfego de carga de trabalho e a redundância de nível de porta não for necessária para o tráfego de cluster e armazenamento.

  A Porta 3 em cada nó é conectada por meio de um comutador externo. Se a Porta 3 falhar, o cluster poderá ficar offline. Comutadores virtuais separados são criados nas Portas 3 e 4.

Para obter mais informações, confira como Escolher uma topologia de rede para o nó do dispositivo.

Azure Stack Edge Pro 2

No nó do dispositivo Azure Stack Edge Pro 2:

• Opção 1: a Porta 1 e a Porta 2 estão em sub-redes diferentes. Comutadores virtuais separados são criados. A Porta 3 e a Porta 4 se conectam a um comutador virtual externo.

• Opção 2: a Porta 1 e a Porta 2 estão na mesma sub-rede. Um comutador virtual agrupado é criado. A Porta 3 e a Porta 4 se conectam a um comutador virtual externo.

• Opção 3: a Porta 1 e a Porta 2 estão em sub-redes separadas. Comutadores virtuais separados são criados nas Portas 1 e 2. A Porta 3 e a Porta 4 são conectadas back-to-back, sem um comutador para a Porta 3 e Porta 4.

• Opção 4: a Porta 1 e a Porta 2 estão na mesma sub-rede. Um comutador virtual agrupado é criado. A Porta 3 e a Porta 4 são conectadas back-to-back, sem um comutador para a Porta 3 e Porta 4.

  Observação

  Se você executar cargas de trabalho PMEC, use a Opção 1 ou a Opção 2.

Considerações de uso nos nós do dispositivo Azure Stack Edge Pro 2:

• Sem comutador para a Porta 3 e Porta 4: use esta opção quando você não tiver comutadores de alta velocidade disponíveis no ambiente, ou quando quiser dedicar a Porta 3 e a Porta 4 para o tráfego de cluster e armazenamento.
  • Porta 1 e Porta 2 em sub-redes separadas: essa é a opção padrão. Nesse caso, as portas 1 e 2 têm comutadores virtuais separados e estão conectadas a sub-redes separadas.
  • Porta 1 e Porta 2 na mesma sub-rede: nesse caso, a Porta 1 e Porta 2 têm um comutador virtual agrupado e estão na mesma sub-rede.
• Usar comutadores externos para a Porta 3 e Porta 4: use esta opção quando você tiver comutadores de alta velocidade (>=10 GbE de largura de banda) disponíveis para uso com os nós do dispositivo e quando quiser permitir que um adaptador de rede de VMs se conecte à rede virtual criada na Porta 3 ou Porta 4, como um caso de uso do PMEC.
  • Porta 1 e Porta 2 em sub-redes separadas: essa é a opção padrão. Nesse caso, as portas 1 e 2 têm comutadores virtuais separados e estão conectadas a sub-redes separadas.
  • Porta 1 e Porta 2 na mesma sub-rede: nesse caso, a Porta 1 e Porta 2 têm um comutador virtual agrupado e estão na mesma sub-rede.

Considerações adicionais:

• A porta 1 é usada apenas para a configuração inicial. Em seguida, a Porta 1 é reconfigurada e atribuída a um endereço IP que pode estar na mesma sub-rede da Porta 2.
• Se você selecionar a opção Usar comutadores externos, a Porta 1 e Porta 2 serão usadas para armazenamento tanto em modos de agrupamento quanto de não agrupamento.
• Quando usar a opção Sem comutador, a Porta 3 e a Porta 4 são conectadas back-to-back diretamente, sem um comutador. Essas portas são dedicadas para o armazenamento e tráfego de cluster do Azure Stack Edge. A Porta 3 e a Porta 4 não estão disponíveis para tráfego de carga de trabalho.

Os prós e contras para topologias com suporte são resumidos da seguinte maneira:

Opção de IU da Web local	Vantagens	Desvantagens
A Porta 3 e a Porta 4 são sem comutador. A Porta 1 e a Porta 2 estão em sub-redes separadas e comutadores virtuais separados.	Caminhos redundantes para tráfego de gerenciamento e de armazenamento.	Os clientes precisarão se reconectar se a Porta 1 ou a Porta 2 falhar.
	Nenhum ponto único de falha no dispositivo.	A carga de trabalho de VM não pode aproveitar a Porta 3 ou a Porta 4 para se conectar a pontos de extremidade de rede diferentes de um nó par do Azure Stack Edge. É por isso que as cargas de trabalho PMEC não podem usar essa opção.
	Excesso de largura de banda para o tráfego de cluster e armazenamento entre os nós.
	Pode ser implantado com as portas 1 e 2 em sub-redes diferentes.
A Porta 3 e a Porta 4 são sem comutador. A Porta 1 e a Porta 2 estão na mesma sub-rede, com comutador virtual agrupado.	Caminhos redundantes para tráfego de gerenciamento e de armazenamento.	A carga de trabalho de VM não pode aproveitar a Porta 3 ou a Porta 4 para se conectar a pontos de extremidade de rede diferentes de um nó par do Azure Stack Edge. É por isso que as cargas de trabalho PMEC não podem usar essa opção.
	Excesso de largura de banda para o tráfego de cluster e armazenamento entre os nós.
	Maior tolerância a falhas.
A Porta 3 e Porta 4 usam um comutador externo com >=10 Gbps de largura de banda de link. A Porta 1 e Porta 2 estão em sub-redes separadas, comutadores virtuais separados	Dois comutadores virtuais independentes e caminhos de rede fornecem redundância.	Os clientes precisarão se reconectar se a Porta 1 ou a Porta 2 falhar.
	Nenhum ponto único de falha com o dispositivo.
	As portas 1 e 2 podem ser conectadas a sub-redes diferentes.
A Porta 3 e Porta 4 usam um comutador externo com >=10 Gbps de largura de banda de link. A Porta 1 e Porta 2 estão em sub-redes separadas, com comutadores virtuais separados.	Balanceamento de carga.
	Maior tolerância a falhas.	Não pode ser implantado em um ambiente com sub-redes diferentes.
	Dois caminhos independentes e redundantes entre os nós.
	Os clientes não precisam se reconectar.

Implantação de cluster

Azure Stack Edge Pro com GPU

Antes de configurar o clustering no dispositivo, você deve conectar os dispositivos de acordo com uma das topologias de rede com suporte que pretende configurar. Para implantar um cluster de infraestrutura de dois nós nos dispositivos do Azure Stack Edge, siga estas etapas de alto nível:

1. Ordene dois dispositivos independentes do Azure Stack Edge. Para obter mais informações, confira Solicitar um dispositivo do Azure Stack Edge.
2. Conecte cada nó de forma independente como você faria para um único dispositivo de nó. Com base nas cargas de trabalho que você pretende implantar, conecte os adaptadores de rede nesses dispositivos por meio de cabos, com ou sem comutadores. Para obter instruções detalhadas, confira Conectar o dispositivo de cluster de dois nós.
3. Inicie a criação do cluster no primeiro nó. Escolha a topologia de rede que está de acordo com o cabeamento entre os dois nós. A topologia escolhida determina o armazenamento e tráfego de clustering entre os nós. Confira as etapas detalhadas em Configurar a rede e o proxy Web no dispositivo.
4. Prepare o segundo nó. Configure a rede no segundo nó da mesma maneira que você a configurou no primeiro nó. Verifique se as configurações de porta correspondem entre o mesmo nome de porta em cada dispositivo. Obtenha o token de autenticação neste nó.
5. Use o token de autenticação do nó preparado e ingresse esse nó no primeiro nó para criar um cluster.
6. Configure uma testemunha de nuvem usando uma conta de Armazenamento do Azure ou uma testemunha local em um compartilhamento de arquivos do protocolo SMB.
7. Atribua um IP virtual para fornecer um ponto de extremidade para Serviços Consistentes do Azure ou ao usar o NFS.
8. Atribua as intenções de computação ou de gerenciamento aos comutadores virtuais criados nos adaptadores de rede. Você também pode configurar os IPs de nó do Kubernetes e os IPs de serviço dos Kubernetes aqui para o adaptador de rede habilitado para computação.
9. Opcionalmente, configure o proxy Web, defina as configurações do dispositivo, configure os certificados e, por fim, ative o dispositivo.

Para obter mais informações, confira os tutoriais de implantação de dispositivo de dois nós começando em Obter lista de verificação de configuração de implantação.

Azure Stack Edge Pro 2

Antes de configurar o clustering no dispositivo, você deve conectar os dispositivos de acordo com uma das topologias de rede com suporte que pretende configurar. Para implantar um cluster de infraestrutura de dois nós nos dispositivos do Azure Stack Edge, siga estas etapas de alto nível:

1. Ordene dois dispositivos independentes do Azure Stack Edge. Para obter mais informações, confira Solicitar um dispositivo do Azure Stack Edge.
2. Conecte cada nó de forma independente como você faria para um único dispositivo de nó. Com base nas cargas de trabalho que você pretende implantar, conecte os adaptadores de rede nesses dispositivos por meio de cabos, com ou sem comutadores. Para obter instruções detalhadas, confira Conectar o dispositivo de cluster de dois nós.
3. Inicie a criação do cluster no primeiro nó. Escolha a topologia de rede que está de acordo com o cabeamento entre os dois nós. A topologia escolhida determina o armazenamento e tráfego de clustering entre os nós. Confira as etapas detalhadas em Configurar a rede e o proxy Web no dispositivo.
4. Prepare o segundo nó. Configure a rede no segundo nó da mesma maneira que você a configurou no primeiro nó. Verifique se as configurações de porta correspondem entre o mesmo nome de porta em cada dispositivo. Obtenha o token de autenticação neste nó.
5. Use o token de autenticação do nó preparado e ingresse esse nó no primeiro nó para criar um cluster.
6. Configure uma testemunha de nuvem usando uma conta de Armazenamento do Azure ou uma testemunha local em um compartilhamento de arquivos do protocolo SMB.
7. Atribua um IP virtual para fornecer um ponto de extremidade para Serviços Consistentes do Azure ou ao usar o NFS.
8. Atribua as intenções de computação ou de gerenciamento aos comutadores virtuais criados nos adaptadores de rede. Você também pode configurar os IPs de nó do Kubernetes e os IPs de serviço dos Kubernetes aqui para o adaptador de rede habilitado para computação.
9. Opcionalmente, configure o proxy Web, defina as configurações do dispositivo, configure os certificados e, por fim, ative o dispositivo.

Para obter mais informações, confira os tutoriais de implantação de dispositivo de dois nós começando em Obter lista de verificação de configuração de implantação.

Cargas de trabalho de clustering

No cluster de dois nós, você pode implantar cargas de trabalho não conteinerizadas ou cargas de trabalho conteinerizadas.

• Cargas de trabalho não conteinerizadas, como as VMs: o cluster de dois nós garantirá a alta disponibilidade das máquinas virtuais implantadas no cluster do dispositivo. Não há suporte para migração dinâmica de VMs.

• Cargas de trabalho conteinerizadas, como o Kubernetes ou IoT Edge: o cluster do Kubernetes implantado sobre o cluster do dispositivo consiste em uma VM mestre do Kubernetes e duas VMs de trabalho do Kubernetes. Cada nó do Kubernetes tem uma VM de trabalho fixada a cada nó do Azure Stack Edge. O failover resulta no failover da VM mestre do Kubernetes (se necessário) e no rebalanceamento de pods baseado em Kubernetes na VM de trabalho sobrevivente.

  Para obter mais informações, confira Kubernetes em um dispositivo clusterizado do Azure Stack Edge.

Gerenciamento de clusters

Você pode gerenciar o cluster do Azure Stack Edge por meio da interface do PowerShell do dispositivo ou por meio da IU local. Algumas tarefas de gerenciamento típicas são:

• Desfazer a preparação do nó
• Configurar uma testemunha de nuvem
• Configurar uma testemunha local
• Definir as configurações de IP virtual
• Remover o cluster

Atualizações de cluster

Uma atualização de dispositivo clusterizado de dois nós aplicará primeiro as atualizações de dispositivo seguidas das atualizações de cluster do Kubernetes. As atualizações sem interrupção nos nós do dispositivo garantem um tempo de inatividade mínimo das cargas de trabalho.

Ao aplicar essas atualizações por meio do portal do Azure, será necessário apenas iniciar o processo em um nó e ambos os nós serão atualizados. Para obter as instruções passo a passo, consulte Aplicar atualizações ao dispositivo Azure Stack Edge de dois nós.

Cobrança

Se você implantar um cluster de dois nós do Azure Stack Edge, cada nó será cobrado separadamente. Para obter mais informações, confira a página de preços do Azure Stack Edge.

Próximas etapas

• Saiba mais sobre a Testemunha de cluster para o Azure Stack Edge.
• Confira Kubernetes para o Azure Stack Edge
• Entender Cenários de failover de cluster