スタンドアロン/クラスタ/ホットスタンバイ/ディスクアレイ(RAID)の違いを詳しく解説

1. スタンドアロン展開(スタンドアロン)

単一サーバーの場合、サービスを提供するウォーターディスペンサーは 1 つだけであり、サービスのコピーは 1 つだけ展開されます。

2. クラスタ展開（クラスタ）

サーバークラスタとは、同じサービスを提供するために多数のサーバーを集めることを指し、クライアントから見るとサーバーが1台しかないように見えます。クラスタでは、複数のコンピュータを並列コンピューティングに使用して高速なコンピューティング速度を実現したり、複数のコンピュータをバックアップに使用したりできるため、いずれかのマシンが故障してもシステム全体が正常に動作できます。

複数のウォーターサーバーが同時にサービスを提供しており、サービスは冗長化されており、それぞれの冗長化されたサービスが外部へサービスを提供しており、たとえサービスが停止しても利用可能です。

サーバークラスタは次のタイプに分類されます。

コンピューティングクラスター: サーバーコンピューティングクラスターは通常、コンピューティング集中型のタスクをホストするために使用され、I/O 集中型のアプリケーションシナリオ (Web サービスやデータベースなど) には使用されません。このタイプのコンピューティングクラスターは並列コンピューティングに基づいており、外部の世界からは強力なスーパーコンピューターのように見えます。コンピューティングクラスターは、ノード間の結合の強さに基づいてさらに細分化できます。たとえば、特定のコンピューティングタスクでノード間の頻繁な通信が必要な場合、これはノードが専用ネットワークで接続されることが望ましく、通信オーバーヘッドを最小限に抑えるためにクラスタ密度が高くてもよいことを意味します。通常、この種のシナリオの実装には Beowulf などの高性能コンピューティングクラスターが使用されます。それに応じて、特定のコンピューティングタスクに必要なサーバーノードの数が少ない場合、またはサーバー間の通信要件がほとんどない場合は、ネットワークラティスコンピューティングクラスター実装を使用できます。。
負荷分散クラスター: 負荷分散クラスターの鍵は、相互接続された複数のサーバーがコンピューティングタスクを共有できるようにすることです。つまり、タスクの負荷をクラスター内の複数のサーバーにできるだけ均等に分散できるため、特定の負荷分散クラスターの発生を回避できます。 1 つのサーバーが過負荷になり、他のサーバーがアイドル状態になった場合に、クラスターのパフォーマンスを効果的に向上させます。
高可用性クラスター: 高可用性クラスター内の一部のサーバーに障害が発生すると、クラスター管理システムが障害を適時に検出し、この部分によって実行されるタスクを他の正常に動作しているサーバーに再割り当てします。重要なのは、システムが高速で動作しているときに、システム障害にできるだけ早く対応できることです。これを実現するために、クラスターは通常、複数のサーバー上で冗長ノードとサービスを実行し、ハートビートメカニズムを使用してサーバーの動作ステータスを検出するなど、それらを使用して相互を追跡します。サーバーノードの障害が検出された場合、非常に短期間で交換が行われます。したがって、ユーザーにとって、高可用性クラスターがダウンすることはありません。
高性能クラスター化ストレージ: 高性能クラスターは、タスクを実行するために同じネットワークに接続された多数のコンピューターで構成されます。高性能クラスターはデータストレージクラスターに接続し、非常に高速にデータを処理する複雑なアーキテクチャを形成します。シームレスなパフォーマンスと高速データ転送を実現するには、ストレージコンポーネントとネットワークコンポーネントが相互に同期している必要があります。スーパーコンピューターとしても知られる高性能クラスターは、高可用性クラスターや負荷分散クラスターほど一般的ではありませんが、リソースを大量に消費するワークロードを扱う企業は、これらを使用してパフォーマンス、容量、信頼性を向上させることができます。これらは、リアルタイムストリーミング、嵐の予測、患者診断などのプロジェクトの革新を促進し、リアルタイムのデータ処理を提供するため、IoT (モノのインターネット) および AI テクノロジーで広く使用されています。これらは、研究機関、メディア、エンターテイメント、金融業界、その他多くの業界に広く導入されています。
クラスターストレージ: クラスターストレージは、パフォーマンス、ノードスペース I/O (入出力)、および信頼性を拡張する少なくとも 2 台のストレージサーバーで構成されます。ビジネスニーズとストレージ要件に応じて、データストレージをプライマリストレージに対して密結合アーキテクチャで展開し、データをノード間で非常に小さなチャンクに分割することも、ノード間でデータが保存されない別の疎結合構造にデータを分割することもできます。柔軟性が向上します。疎結合アーキテクチャでは、データが保存されるノードの機能によってパフォーマンスと容量が制限されます。密結合アーキテクチャとは異なり、このセットアップでは新しいノードによるスケーラビリティはオプションではありません。

3. ホットスタンバイ展開(ホットスワップ)

ホットスタンバイ (ホットスワップ)は、クラスターのノードとなる 2 つの同一のプロジェクトを統合して同じサービスを提供することです。これに基づき、一方のノードをフロントエンドのリクエストに応答するノード（アクティブノード）として使用し、もう一方のノードをプロジェクトのバックアップノード（スタンバイノード）として使用し、システムダウンによる損失を回避します。単一マシンの利用不能 (ビジネスの中断、データ/テンプレートの損失) によってアクティブなノードに問題が発生した場合、代わりにフロントエンドにリクエストを返し、システムの 7*24h の安定したクラスタ動作を保証します。

1 つのバケットのみがサービスを提供し、もう 1 つのバケットはスタンバイです。水がなくなると自動的にホットリプレースされます。サービスは冗長に展開されます。外部にサービスを提供するメインサービスは 1 つだけで、シャドウサービスは存在します。メインサービスがハングアップすると、それが引き継がれます。

3.2 ホットスタンバイ機能

1) 高可用性

1 つのマスターモードと 1 つのバックアップモードを使用すると、マスターノードがダウンした後もクラスターシステムは通常どおりサービスを提供できます。
マスタノードダウン後は自動的にバックアップノードに切り替わるため、ログイン中のユーザーは再度ログインする必要がありません。

2) 高い一貫性

プラットフォーム構成情報とリソースファイルの変更とノード間の更新はリアルタイムで同期できます。
ノード間の JAR パッケージの不一致については、比較を自動的に検出し、起動時に通知することができます。

3) 強力な拡張性

優れたアーキテクチャ設計に基づいて、FineBI と FineReport を統合した後、ホットスタンバイクラスターは FineReport の Web クラスターと互換性を持たせることができます。

4) 使いやすい

シンプルなビジュアル構成。構成の 80% はプラットフォーム上で完了できます。
各ノードの実行ステータスをリアルタイムで監視し、ノードのダウンタイムやノード間の時間の不一致についてタイムリーにリマインダーを提供します。

4. ディスクアレイ RAID (独立したディスクの冗長アレイ)

RAID (Redundant Array of Independent Disks) は、中国語では Redundant Array of Independent Disks と略されます。簡単に言うと、RAID は、複数の独立したハードディスク (物理ハードディスク) をさまざまな方法で組み合わせてハードディスクグループ (論理ハードディスク) を形成し、単一のハードディスクよりも高いストレージパフォーマンスとデータバックアップを提供する技術です。

ディスクアレイを構成するさまざまな方法は、RAID レベルと呼ばれます。ユーザーの観点からは、ディスクグループはハードディスクのように見え、ユーザーはパーティション分割やフォーマットなどを行うことができます。つまり、ディスクアレイの動作は単一のハードディスクの動作と全く同じです。違いは、ディスクアレイのストレージ速度が単一のハードディスクよりもはるかに高速であり、自動データバックアップを提供できることです。データバックアップとは、ユーザーデータが破損した場合に、バックアップ情報を用いて破損したデータを復元し、ユーザーデータの安全性を確保する機能です。

4.1 RAID0

高いストレージパフォーマンスを備えたディスクアレイ (ストライピングとも呼ばれます) は、連続データを異なるディスクに分散して保存するという原理に基づいて動作し、これらの異なるディスクは同時に (高速で) データに並行してアクセスできます。これは、ディスクの連続読み取りおよび書き込みパフォーマンスが指数関数的に(ランダムに変化せず)向上することを意味しますが、データは非常に危険になります。データは複数の部分に分割されているため、特定のディスクで問題が発生すると、データは維持されなくなります。回復可能。RAID 0 は最も高速なディスクアレイですが、最も危険でもあります。RAID 0 には少なくとも 2 つのディスクが必要です。

4.2 RAID1

ミラーとも呼ばれる安全性の高いディスクアレイは、ディスク領域使用率がわずか 50% (冗長性、データセキュリティ) で、データを別のディスクに完全にコピーすることで機能します。これは、ディスクのセキュリティが非常に高いことを意味しますが、ディスク領域の最大の無駄でもあります。RAID 1には少なくとも2つのディスクが必要です

4.3 RAID0+1

RAID0 と RAID1 の包括的なソリューション。これは、国有企業で一般的に使用されるストレージソリューションでもあります(高速で安全性が高いですが、非常に高価です)。RAID0+1 は、RAID 0 と RAID 1 の利点を組み合わせて、セキュリティを向上させながら継続的な読み取りおよび書き込みパフォーマンスを実現します。RAID0+1 には少なくとも 4 つのディスクが必要です。

4.4 RAID5

RAID0 と RAID1 の間の妥協点で、読み取り速度は速く(より多くのチェックディジットが保存されるため、RAID0 ほど良くありません)、セキュリティも非常に高く(チェックディジットをデータの回復に使用できます)、スペース使用率も高くなります。これも、インターネット企業で一般的に使用されているストレージソリューションです。RAID 5では、データやチェックコードを複数のディスクに分散し、いずれかのディスクに障害が発生しても、他のディスクで復旧することができます。また、チェックコードはさまざまなディスクに分散されているため、ディスクの数が多いほど、データのセキュリティは強化されます。同時に、RAID 5 は最も頻繁に使用されるディスクアレイです。 RAID 5 には少なくとも 3 つのディスクが必要です。

a はデータ、b はチェックコードです。ディスクが 4 つあると仮定すると、データの保存方法は次のようになります。
ディスク: 1 2 3 4
3 番目のデータグループ: a31 a32 b33 a34
2 番目のデータグループ: a21 b22 a23 a24
1 番目のグループデータのセット: b11 a12 a13 a14
2 番目のディスクが破損しています。最初のデータセットは b11 に a13 を加えたもので、a14 は a12 を復元できます。2 番目のデータセットは完全なので復元する必要はありません。3 番目のデータセットは b33 です。さらに、a31、a34 は a32 を復元できます。