Artigo Cluster

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Cluster De Alta Disponibilidade
Caio Guilherme da Silva Magalhães , Karina. Rocha Vaz, Luiz Matheus de Paiva Severino
Reinaldo G. Baldoino Filho 
Uniplan – Centro Universitário Planalto- DF – Tecnologia da Informação
Resumo - Cluster é um sistema que faz a relação de dois ou mais computadores para trabalharem em conjunto para o processamento de uma ou várias tarefas. Este artigo descreve o motivo pelo qual Cluster de Alta Disponibilidade são importantes em diversos lugares, nos mostrando a razão de ser cada vez mais pedido e implantado.
Palavras Chaves: Cluster, Alta Disponibilidade, Balanceamento de Carga
High Availability Cluster
Abstract - Cluster is a system that links two or more computers to work together to process one or more tasks. This article describes why High Availability Clusters are important in several places, showing us the reason for being increasingly requested and implemented.
Keywords:Cluster, HighAvailability, LoadBalancing
I. INTRODUÇÃO
 Nos dias atuais estamos conectados vinte quatro horas por dia, sete dias por semana, o mundo inteiro está interligado por meio da tecnologia.
 Segundo Pitanga, Marcos (PITANGA, 2003) [1], “fala que um cluster na forma mais básica é um sistema que possui dois ou mais computadores ou sistemas na qual em conjunto executam aplicações ou realizam outras tarefas, de tal forma para que os usuários tenham a impressão que somente um único sistema responde a eles, criando assim uma ilusão de um recurso único (computador virtual).”
Com isso podemos observar que a necessidade de manter serviços interconectados e sem falhas e disponíveis, são imprescindíveis e por consequência vem se tornando um requisito para o mercado. Contudo o uso de tecnologias de alta disponibilidade está se 
tornando de suma importância para serviços 
disponibilizados para usuários. 
II. OBJETIVO
 O objetivo desse artigo é mostrar o uso de tecnologias de cluster em diversos tipo de serviços de TI.
 É um sistema que abrange dois ou mais computadores, que trabalham em conjunto para exercer várias funções, sem que o usuário perceba que está utilizando outros sistemas, dando a ilusão de uma única ferramenta. Isso é dado como transparência do sistema.
III. CLUSTER EM ALTA DISPONIBILIDADE 
 Este modelos de cluster são produzidos para que de forma alguma aconteça falhas, vindo acontecer terá que disponibilizar outro nó para que o sistema, ou serviços e aplicações continuem funcionando corretamente.
 De acordo com HE Filho, ERC Silva, JF de Sousa (2015) [2] “o cluster de a alta disponibilidade é formado por dois ou mais nós no qual a única função do segundo é substituir o primeiro, assim se mantém os serviços e servidores ativos através da replicação, esse método é conhecido como Ativo/Passivo.”
De acordo com AC de Freitas Reis, CGS Júnior, J Felipe (2013) [3] “a alta disponibilidade está ligada diretamente a crescente dependência aos sistemas informatizados, uma vez que tais equipamentos possuem um papel crítico, principalmente em empresas cuja maior funcionalidade é exatamente a oferta de algum serviço computacional, como e-business, notícias, sites web, banco de dados, dentre outros.”
Um grande exemplo é o Heartbeat que é um serviço que foi feito para sistema de alta disponibilidade, e tem como intenção e responsabilidade monitorar os servidores e seus recursos presentes em cluster, então caso ocorra qualquer falha com o servidor primário o hearbeat é quem vai sincronizar todos os recursos.
Na figura 1 temos uma topologia simples com o heartbeat. 
.Figura 1. - HEARTBEAT.
 
IV. BALANCEAMENTO DE CARGA (LOAD BALANCING)
 Este modelo de cluster são produzidos para equilibrar e distribuir a demanda de tarefas, redirecionando para outras máquinas, assim distribuindo da mesma maneira possível entre os nós.Onde mais se ver esse tipo de cluster são nas lojas virtuas.
 Segundo Reis et al. (2011) [4] “Balanceamento de carga é quando todos os nós do cluster estão responsáveis em controlar o tráfego direcionado ao cluster, distribuindo as requisições entre os nós disponíveis. Em caso de falha em um nó, as requisições são redistribuídas entre os nós disponíveis no momento. São normalmente muito utilizados por servidores web que demandam muito acesso”.
 De acordo com (NATÁRIO, 2011) [5] “define-se como balanceamento de carga a capacidade de divisão de trabalho entre dois ou mais nós servidores. Pode-se também definir como o processo de distribuição de requisições de serviços em um agrupamento de servidores.”
 FR Dejano disse em seu trabalho (2014) [6] “utilizando a alta disponibilidade de rede através de recursos como balanceamento de carga e tolerância a falhas (failover) e com uso de múltiplos link de internet, é possível distribuir dinamicamente a conexão entre os links, ao invés de um único componente. Com isso pode aumentar a confiabilidade através de redundância . O serviço de balanceamento de carga e failover por ser fornecido e implantado por software ou ate mesmo por hardware dedicado.
 Na figura 2 temos um conjunto de servidores fluig ESB eles foram configurados para distribuir e receber a carga de um Fluig ESB Master, aceitando ao máximo a divisão da carga.
Figura 2 - ESB Sever Cluster
 V. CLSUTER DE ALTA DESEMPENHO 
(HIGH PERFORMANCE COMPUTING CLUSTER)
Neste modelo podemos ver aplicações muito rigorosas, ele tem a capacidade de verificar um grande volume de dados muito rápido e realizar cálculos complicados em tempo recorde.
 De acordo com Pitanga, Marcos (2004) [7] “o cluster de Alto Desempenho foi desenvolvido para possibilitar grande poder computacional, para grande capacidade de processamento de dados onde um único computador não disponibilizaria o processamento necessário para as tarefas”.
 De acordo Rajkumar Buyya - Prentice Hall (1999) [8] “durante as últimas décadas verificou-se o aparecimento de um conjunto de sistemas computacionais de elevado desempenho (HPC – High Performance Computing) baseados em diversas arquitecturas, das quais se refere as mais comuns: 
 Massively Parallel Processors (MPP); 
Symmetric Multiprocessors (SMP);
Cache-Coherent Nonuniform Memory Access(CC-NUMA); 
Clusters; 
Sistemas Distribuídos. 
Estas diferentes arquiteturas, representadas na figura 3, distinguem-se essencialmente pela forma de interligação de unidades de processamento e de memória. Sistemas de Processamento de Elevado Desempenho Processamento Distribuído Processamento Paralelo MPP SMP NUMA.” 
Figura 3 – Arquitecturas de HPC
VI. COMBINAÇÃO ENTRE TIPOS DE CLUSTER
Neste modelo podemos ver aplicações muito rigorosas, ele tem a capacidade de verificar um grande volume de dados muito rápido e realizar cálculos complicados em tempo recorde.
De acordo o clube do hardware (2003)[9] “como o próprio nome diz combina as características dos dois tipos de cluster, aumentando assim a disponibilidade e escalabilidade de serviços e recursos. Este tipo de configuração de cluster é bastante utilizado em servidores de web, e-mail, news ou ftp.
Segundo Jeandro (2019) [10] “Em alguns casos, as necessidades de uma empresa podem demandar mais de um tipo de cluster. Nos serviços de email, por exemplo, não é possível priorizar a performance em detrimento da avaliabilidade ou vice-versa. Ambos são importantes e precisam estar presentes. Assim, dois modelos de cluster podem ser combinados para que as demandas sejam supridas. Nesse caso, um Load Balancing e um High Performance são integrados de forma conjunta, com um sistema de redundância para evitar quedas.”
Na figura 4 esta sendo implantado o balanceamento de carga e alta disponibilidade para serviços de site, mas pode ser criada como uma arquitetura entre sites que também fornece recuperação automatizada de desastres para serviços do AD FS localizados geograficamente.
Figura 4 - Modelos combinados
V. CONCLUSÃO
 Tendo em vista os aspectos observados e as citações feitas por diversas pessoas, é imprescindível o uso de Cluster de AltaDisponibilidade como meio de estar sempre ativo e com tudo o que uma empresa oferece 100% no ar.
REFERÊNCIAS 
1) Pitanga, Marcos - Computação em Cluster. ( 2003 )
2) HE Filho, ERC Silva, JF de Sousa - Viabilidade de implatação de um cluster de alta disponibilidade (2015)
3) AC de Freitas Reis, CGS Júnior, J Felipe - Cluster de Alta Disponibilidade (2013)
4) Reis, A; Junior, C; Ferreira, J; Almeida, J; Silva,M; Gavinier, S. (2011) “Cluster de Alta Disponibilidade.” Faculdade de Tecnologia de Guaratinguetá (FATEC-GT) Guaratinguetá
5) NATÁRIO, Rui. Balanceamento de Carga. 2011. Disponível em:http://redes-e-servidores.blogspot.com.br/2011/03/balanceamento-de-cargai.html/> 2013.
6) FR Dejano (2014) - https://pdfs.semanticscholar.org/df56/a0bc9ea72f1b15ef32c62b05e0a0f8a1098d.pdf
7) PITANGA, Marcos. Construindo Supercomputador com Linux. 2. Ed. Rio de Janeiro: Brasport, 2004
8) High Performance Cluster Computing: Architectures and Systems, Vol. 1 Rajkumar Buyya - Prentice Hall - PTR, NJ, USA, 1999
9) Artigo - Computação em cluster (2003) https://www.clubedohardware.com.br/artigos/redes/computa%C3%A7%C3%A3o-em-cluster-r33711/
10) Jeandro - hostone (2019) https://blog.hostone.com.br/cluster-o-que-e-e-qual-sua-importancia/