Кластеризация на устройстве GPU Azure Stack Edge Pro

ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ: Azure Stack Edge Pro — GPUAzure Stack Edge Pro 2

В этой статье представлен краткий обзор кластеризации на устройстве Azure Stack Edge.

Сведения о отказоустойчивой кластеризации

Azure Stack Edge можно настроить как отдельное устройство или кластер с двумя узлами. Кластер с двумя узлами состоит из двух независимых устройств Azure Stack Edge, подключенных физическими кабелями и программным обеспечением. Эти узлы при кластеризации работают как в отказоустойчивом кластере Windows, обеспечивают высокий уровень доступности приложений и служб, работающих в кластере.

Если один из кластеризованных узлов завершается сбоем, другой узел начинает предоставлять службу (процесс называется отработка отказа). Кластеризованные роли также отслеживаются заранее, чтобы убедиться, что они работают правильно. Если они не работают, они перезапущены или перемещены на второй узел.

Azure Stack Edge использует отказоустойчивую кластеризацию Windows Server для своего двухузлового кластера. Дополнительные сведения см. в разделе "Отказоустойчивая кластеризация" в Windows Server.

Кворум кластера и свидетель

Кворум всегда поддерживается в кластере Azure Stack Edge, чтобы оставаться в сети в случае сбоя. Если один из узлов завершается сбоем, большинство выживших узлов должны убедиться, что кластер остается в сети. Концепция большинства существует только для кластеров с нечетным числом узлов. Дополнительные сведения о кворуме кластера см. в разделе "Общие сведения о кворуме".

Для кластера Azure Stack Edge с двумя узлами, если узел завершается сбоем, то свидетель кластера предоставляет третье голосование, чтобы кластер оставался в сети (так как кластер остается с двумя из трех голосов — большинство). В кластере Azure Stack Edge требуется свидетель кластера. Вы можете настроить следящий сервер в облаке или локальном общей папке с помощью локального пользовательского интерфейса устройства.

• Дополнительные сведения о свидетеле кластера см. в статье "Свидетель кластера" в Azure Stack Edge.
• Дополнительные сведения о свидетеле в облаке см. в разделе "Настройка облачного свидетеля".
• Подробные инструкции по развертыванию облачного следящего сервера см. в статье "Развертывание облачного свидетеля" для отказоустойчивого кластера.

Кластер инфраструктуры

Кластер инфраструктуры на устройстве предоставляет постоянное хранилище и показан на следующей схеме:

• Кластер инфраструктуры состоит из двух независимых узлов под управлением операционной системы Windows Server с уровнем Hyper-V. Узлы содержат физические диски для хранилищ и сетевых интерфейсов, подключенных к сети или с коммутаторами.

• Диски между двумя узлами используются для создания логического пула носителей. Локальные дисковые пространства в этом пуле обеспечивают зеркальное отображение и четность для кластера.

• Вы можете развернуть рабочие нагрузки приложения на основе кластера инфраструктуры.

  • Неконтейнеризованные рабочие нагрузки, такие как виртуальные машины, можно развернуть непосредственно на вершине кластера инфраструктуры.

    

  • Контейнерные рабочие нагрузки используют Kubernetes для развертывания и управления рабочими нагрузками. Кластер Kubernetes, состоящий из главной виртуальной машины и двух рабочих виртуальных машин (по одному для каждого узла), развертывается поверх кластера инфраструктуры.

  Кластер Kubernetes позволяет оркестрации приложений, а кластер инфраструктуры предоставляет постоянное хранилище.

Поддерживаемые топологии сети

В зависимости от варианта использования и рабочих нагрузок можно выбрать способ подключения двух узлов устройств Azure Stack Edge. Топологии сети будут отличаться в зависимости от того, используется ли устройство GPU Azure Stack Edge Pro или устройство Azure Stack Edge Pro 2.

На высоком уровне описаны поддерживаемые топологии сети для каждого типа устройств.

Azure Stack Edge Pro GPU

На узле устройства GPU Azure Stack Edge Pro:

• Порт 2 используется для трафика управления.
• Порт 3 и порт 4 используются для трафика хранилища и кластера. Этот трафик включает в себя, необходимый для зеркального отображения хранилища и пульса кластера Azure Stack Edge, который необходим для подключения кластера к сети.

Доступны следующие топологии сети:

• Вариант 1. Параметр 1. Используйте этот параметр, если в среде для хранения и трафика кластера нет высокоскоростных коммутаторов.

  В этом случае порт 3 и порт 4 подключены обратно к сети без коммутатора. Эти порты предназначены для хранения и трафика кластера Azure Stack Edge и недоступны для трафика рабочей нагрузки. При необходимости можно также указать IP-адреса для этих портов.

• Вариант 2. Использование коммутаторов и объединения сетевых адаптеров. Используйте этот параметр, если для использования с узлами устройств можно использовать высокоскоростные коммутаторы для трафика хранилища и кластера.

  Каждый из портов 3 и 4 из двух узлов устройства подключен через внешний коммутатор. Порт 3 и порт 4 объединяются на каждом узле, а виртуальный коммутатор и два виртуальных сетевых адаптера создаются, что позволяет обеспечить избыточность на уровне порта для трафика хранилища и кластера. Эти порты также можно использовать для трафика рабочей нагрузки.

• Вариант 3. Использование коммутаторов без объединения сетевых адаптеров. Используйте этот параметр, если требуется дополнительный выделенный порт для трафика рабочей нагрузки и избыточности на уровне порта не требуется для трафика хранилища и кластера.

  Порт 3 на каждом узле подключен через внешний коммутатор. Если порт 3 завершается ошибкой, кластер может перейти в автономный режим. Отдельные виртуальные коммутаторы создаются на портах 3 и порте 4.

Дополнительные сведения см. в разделе "Выбор сетевой топологии" для узла устройства.

Azure Stack Edge Pro 2

На узле устройства Azure Stack Edge Pro 2:

• Вариант 1. Порт 1 и порт 2 находятся в разных подсетях. Создаются отдельные виртуальные коммутаторы. Порт 3 и порт 4 подключаются к внешнему виртуальному коммутатору.

• Вариант 2 . Порт 1 и порт 2 находятся в одной подсети. Создается командный виртуальный коммутатор. Порт 3 и порт 4 подключаются к внешнему виртуальному коммутатору.

• Вариант 3 . Порт 1 и порт 2 находятся в отдельных подсетях. Отдельные виртуальные коммутаторы создаются в порте 1 и порте 2. Порт 3 и порт 4 подключены обратно к спине, без переключения для порта 3 и порта 4.

• Вариант 4 . Порт 1 и порт 2 находятся в одной подсети. Создается командный виртуальный коммутатор. Порт 3 и порт 4 подключены обратно к спине, без переключения для порта 3 и порта 4.

  Примечание.

  При выполнении рабочих нагрузок PMEC используйте вариант 1 или вариант 2.

Рекомендации по использованию на узлах устройств Azure Stack Edge Pro 2:

• Без переключения для порта 3 и порта 4 — используйте этот параметр, если в среде нет высокоскоростных коммутаторов или вы хотите выделить порт 3 и порт 4 для трафика хранилища и кластера.
  • Порт 1 и порт 2 в отдельных подсетях — это параметр по умолчанию. В этом случае порт 1 и порт 2 имеют отдельные виртуальные коммутаторы и подключаются к отдельным подсетям.
  • Порт 1 и порт 2 в одной подсети . В этом случае порт 1 и порт 2 имеют объединяемый виртуальный коммутатор, а оба порта находятся в одной подсети.
• Использование внешних коммутаторов для порта 3 и порта 4 . Используйте этот параметр, если у вас есть высокоскоростные коммутаторы (>=10 ГбE пропускная способность), доступные для использования с узлами устройств, и вы хотите разрешить сетевому адаптеру виртуальной машины подключаться к виртуальной сети, созданной на порте 3 или порте 4, например в случае использования PMEC.
  • Порт 1 и порт 2 в отдельных подсетях — это параметр по умолчанию. В этом случае порт 1 и порт 2 имеют отдельные виртуальные коммутаторы и подключаются к отдельным подсетям.
  • Порт 1 и порт 2 в одной подсети . В этом случае порт 1 и порт 2 имеют объединяемый виртуальный коммутатор, а оба порта находятся в одной подсети.

Дополнительные рекомендации

• Порт 1 используется для начальной настройки. Затем порт 1 перенастройается и назначается IP-адрес, который может или не находиться в той же подсети, что и порт 2.
• Если выбрать параметр "Использование внешних коммутаторов", порт 1 и порт 2 используются для хранения как в режимах команд, так и в режимах, отличных от команд.
• При использовании параметра "Без переключение" порт 3 и порт 4 подключены напрямую к обратному подключению без коммутатора. Эти порты предназначены для хранения и трафика кластера Azure Stack Edge. Порт 3 и порт 4 недоступны для трафика рабочей нагрузки.

Плюсы и минусы для поддерживаемых топологий приведены ниже.

Параметр локального веб-интерфейса	Достоинства	Недостатки
Порт 3 и порт 4 являются переключением, порт 1 и порт 2 в отдельной подсети, отдельные виртуальные коммутаторы.	Избыточные пути для управления и трафика хранилища.	Клиенты должны повторно подключиться, если порт 1 или порт 2 завершается ошибкой.
	В устройстве нет единой точки сбоя.	Рабочая нагрузка виртуальной машины не может использовать порт 3 или порт 4 для подключения к сетевым конечным точкам, кроме однорангового узла Azure Stack Edge. Поэтому рабочие нагрузки PMEC не могут использовать этот параметр.
	Большая пропускная способность для трафика хранилища и кластера между узлами.
	Можно развернуть с портом 1 и портом 2 в разных подсетях.
Порт 3 и порт 4 являются переключениями, порт 1 и порт 2 находятся в одной подсети, объединяемый виртуальный коммутатор.	Избыточные пути для управления и трафика хранилища.	Рабочая нагрузка виртуальной машины не может использовать порт 3 или порт 4 для подключения к сетевым конечным точкам, кроме однорангового узла Azure Stack Edge. Поэтому рабочие нагрузки PMEC не могут использовать этот параметр.
	Большая пропускная способность для трафика хранилища и кластера между узлами.
	Более высокий уровень отказоустойчивости.
Порт 3 и порт 4 используют внешний коммутатор с >пропускной способностью канала =10 Гбит/с, порт 1 и порт 2 в отдельных подсетях, отдельные виртуальные коммутаторы	Два независимых виртуальных коммутатора и сетевые пути обеспечивают избыточность.	Клиенты должны повторно подключиться, если порт 1 или порт 2 завершается ошибкой.
	Ни одна точка сбоя с устройством.
	Порт 1 и порт 2 можно подключить к разным подсетям.
Порт 3 и порт 4 используют внешний коммутатор с >пропускной способностью канала =10 Гбит/с, порт 1 и порт 2 в одной подсети, объединяемый виртуальный коммутатор.	Балансировка нагрузки.
	Более высокий уровень отказоустойчивости.	Невозможно развернуть в среде с разными подсетями.
	Два независимых избыточных пути между узлами.
	Клиентам не нужно подключаться повторно.

Развертывание кластера

Azure Stack Edge Pro GPU

Перед настройкой кластеризации на устройстве необходимо подключить устройства в зависимости от одного из поддерживаемых топологий сети, которые планируется настроить. Чтобы развернуть кластер инфраструктуры с двумя узлами на устройствах Azure Stack Edge, выполните следующие высокоуровневые действия.

1. Укажите два независимых устройства Azure Stack Edge. Дополнительные сведения см. в статье "Заказ устройства Azure Stack Edge".
2. Кабели каждого узла независимо друг от друга, так как для одного устройства узла. На основе рабочих нагрузок, которые планируется развернуть, перекрестное подключение сетевых интерфейсов на этих устройствах с помощью кабелей и без коммутаторов. Подробные инструкции см. в разделе "Кабель" устройства кластера с двумя узлами.
3. Запустите создание кластера на первом узле. Выберите топологию сети, соответствующую кабелю между двумя узлами. Выбранная топология будет диктовать хранилище и кластеризацию трафика между узлами. Подробные инструкции по настройке сети и веб-прокси на устройстве.
4. Подготовьте второй узел. Настройте сеть на втором узле так же, как и на первом узле. Убедитесь, что параметры порта соответствуют одному имени порта на каждом устройстве. Получите маркер проверки подлинности на этом узле.
5. Используйте маркер проверки подлинности из подготовленного узла и присоединийте этот узел к первому узлу для формирования кластера.
6. Настройте облачного свидетеля с помощью учетной записи служба хранилища Azure или локального свидетеля в общей папке SMB.
7. Назначьте виртуальный IP-адрес для предоставления конечной точки для служб Azure Consistent Services или при использовании NFS.
8. Назначьте намерения вычислений или управления виртуальным коммутаторам, созданным на сетевых интерфейсах. Вы также можете настроить IP-адреса узлов Kubernetes и IP-адреса служб Kubernetes для сетевого интерфейса, включенного для вычислений.
9. При необходимости настройте веб-прокси, настройте параметры устройства, настройте сертификаты и, наконец, активируйте устройство.

Дополнительные сведения см. в руководствах по развертыванию двухузлового устройства, начиная с контрольного списка конфигурации развертывания.

Azure Stack Edge Pro 2

Перед настройкой кластеризации на устройстве необходимо подключить устройства в зависимости от одного из поддерживаемых топологий сети, которые планируется настроить. Чтобы развернуть кластер инфраструктуры с двумя узлами на устройствах Azure Stack Edge, выполните следующие высокоуровневые действия.

1. Укажите два независимых устройства Azure Stack Edge. Дополнительные сведения см. в статье "Заказ устройства Azure Stack Edge".
2. Кабели каждого узла независимо друг от друга, так как для одного устройства узла. На основе рабочих нагрузок, которые планируется развернуть, перекрестное подключение сетевых интерфейсов на этих устройствах с помощью кабелей и без коммутаторов. Подробные инструкции см. в разделе "Кабель" устройства кластера с двумя узлами.
3. Запустите создание кластера на первом узле. Выберите топологию сети, соответствующую кабелю между двумя узлами. Выбранная топология будет диктовать хранилище и кластеризацию трафика между узлами. Подробные инструкции по настройке сети и веб-прокси на устройстве.
4. Подготовьте второй узел. Настройте сеть на втором узле так же, как и на первом узле. Убедитесь, что параметры порта соответствуют одному имени порта на каждом устройстве. Получите маркер проверки подлинности на этом узле.
5. Используйте маркер проверки подлинности из подготовленного узла и присоединийте этот узел к первому узлу для формирования кластера.
6. Настройте облачного свидетеля с помощью учетной записи служба хранилища Azure или локального свидетеля в общей папке SMB.
7. Назначьте виртуальный IP-адрес для предоставления конечной точки для служб Azure Consistent Services или при использовании NFS.
8. Назначьте намерения вычислений или управления виртуальным коммутаторам, созданным на сетевых интерфейсах. Вы также можете настроить IP-адреса узлов Kubernetes и IP-адреса служб Kubernetes для сетевого интерфейса, включенного для вычислений.
9. При необходимости настройте веб-прокси, настройте параметры устройства, настройте сертификаты и, наконец, активируйте устройство.

Дополнительные сведения см. в руководствах по развертыванию двухузлового устройства, начиная с контрольного списка конфигурации развертывания.

Кластеризация рабочих нагрузок

В кластере с двумя узлами можно развернуть неконтейнерные рабочие нагрузки или контейнерные рабочие нагрузки.

• Неконтейнеризованные рабочие нагрузки, такие как виртуальные машины: кластер с двумя узлами обеспечит высокий уровень доступности виртуальных машин, развернутых в кластере устройств. Динамическая миграция виртуальных машин не поддерживается.

• Контейнерные рабочие нагрузки, такие как Kubernetes или IoT Edge: кластер Kubernetes, развернутый на вершине кластера устройств, состоит из одной главной виртуальной машины Kubernetes и двух рабочих виртуальных машин Kubernetes. Каждый узел Kubernetes имеет рабочую виртуальную машину, закрепленную на каждом узле Azure Stack Edge. Отработка отказа приводит к отработке отказа главной виртуальной машины Kubernetes (при необходимости) и перебалансирования модулей pod на виртуальной машине рабочей роли Kubernetes.

  Дополнительные сведения см. в статье Kubernetes на кластеризованном устройстве Azure Stack Edge.

Управление кластером

Кластер Azure Stack Edge можно управлять с помощью интерфейса PowerShell устройства или локального пользовательского интерфейса. Ниже перечислены некоторые типичные задачи управления:

• Отмена подготовки узла
• Настройка облачного свидетеля
• Настройка локального свидетеля
• Настройка параметров виртуального IP-адреса
• Удаление кластера

Обновления кластера

Обновление кластеризованного устройства с двумя узлами сначала будет применять обновления устройств, а затем обновления кластера Kubernetes. Переключения обновлений на узлы устройств обеспечивают минимальное время простоя рабочих нагрузок.

При применении этих обновлений через портал Azure необходимо запустить процесс только на одном узле, а оба узла обновляются. Пошаговые инструкции см. в статье "Применение обновлений к устройству Azure Stack Edge с двумя узлами".

Выставление счетов

При развертывании кластера Azure Stack Edge с двумя узлами каждый узел выставляется отдельно. Дополнительные сведения см . на странице цен для Azure Stack Edge.

Следующие шаги

• Сведения о свидетеле кластера для Azure Stack Edge.
• См. статью Kubernetes для Azure Stack Edge
• Общие сведения о сценариях отработки отказа кластера