NLB Clustering چیست؟ چگونه در ویندوز سرور NLB Clustering راه اندازی کنیم؟ نمیدونم این رو به منزله تیکه انداختن یا خودبرتربینی یا هر چیز دیگه ای بزارید متاسفانه این روزها برخی از آموزشگاه هایی که دوره های به گفته خودشون تخصصی رو برگزار می کنند از اساتیدی استفاده می کنند که قبلا دوره های مبتدی رو تدریس کردند و هیچ تجربه کاری در زمینه مربوطه ندارند ، این دوستان هر چند به قول خودمون بازار کار ما را هم خراب می کنند اما به هر حال در پیاده سازی سرویس های حساس و کلان سازمانی همیشه دچار مشکل هستند و هر چیزی که در کتاب نوشته شده باشد را بصورت ترجمه برای دانشجویان تدریس می کنند.
امروز تصمیم گرفتم در توسینسو در خصوص مبحثی صحبت کنم که کمتر به آن پرداخته می شود و با توجه به کمبود امکانات یا ضعف دانش اساتید کمتر هم در موسسات آموزشی تدریس می شود ، به هر حال اساتید یا دوستانی که به شغل شریف تدریس می پردازند بد نیست قبل از اینکه برای دانشجویان مبحث Network Load Balancing را توضیح دهند این مطلب را مطالعه کنند و بعد با دید کاربردی به دانشجویان عزیز تدریس کنند.
Load Balancing چیست ؟ اگر بخواهیم واژه دقیقتر را بکار ببریم تعریف به این شکل می شود که Network Load Balancing یا NLB یکی از قابلیت های ویندوز سرور است که به شما این امکان را می دهد که مجموعه ای از سرورها را در قالب گروه در کنار هم قرار بدهید که یک سرویس یکسان را ارائه می دهند
اما برای کاربر همه این سرورها به عنوان یک سرور دیده می شود و کاربر از مشاهده سایر سرورها ناتوان است ، در واقع تصور کنید 10 عدد سرور با 10 آدرس IP متفاوت دارید و همه اینها با استفاده از سرویس Network Load Balancing ویندوز سرور 2012 به شکل یک گروه در آمده اند ، تمام این 10 عدد سرور برای کاربر فقط یک آدرس IP دیده می شود که آدرس IP مربوط به گروه سرورهایی است که در آن قرار گرفته اند.
چندین تعریف مهم در این میان وجود دارد که در مقالات آینده بیشتر با آنها آشنا خواهید شد ، گروهی که برای عضو شدن سرورها در ویندوز سرور 2012 ایجاد می شود را در اصطلاح فنی به عنوان NLB Cluster یا خوشه می شناسند ، البته بعضا دیده شده است که این گروه به عنوان Serve Farm نیز عنوان شده است که بیشتر این واژه در خصوص محصول شیرپوینت دیده می شود تا سایر سرویس ها ، هر کدام از سرورهایی که به این مجموعه یا گروه اضافه می شوند به عنوان یک Host یا Node شناخته می شوند.
هدف از ارائه سرویسی به نام NLB هم بالا بردن دسترسی پذیری و هم مقیاس پذیری یا scalability سرویس هایی است که روی Node های یک NLB Cluster قرار گرفته اند است ، توجه کنید که راه اندازی هر کدام از سرویس هایی که در ویندوز سرور وجود دارد به تنهایی کار ساده است اما قرار دادن آنها در NLB Cluster کمی سخت تر است. به هر حال در ادامه این مطلب انتظار داریم شما مفاهیم کلی NLB را یاد بگیرید ، قرار نیست همه موارد پیشرفته NLB در این مطالب پوشش داده شود و به امید خدا در مباحث پیشرفته تری مانند priority یا اولویت ها و port rule ها بهتر است خودتان مطالعه بیشتری داشته باشید.
سرویس NLB با دریافت کردن درخواست های کلاینت ها و توزیع کردن این درخواست ها در بین دو یا بیش از دو سروری که در یک NLB cluster قرار دارند هم دسترسی پذیری و هم مقیاس پذیری سرویس ما را بالا می برد. همانطور که قبلا هم اشاره کردیم برای یک کلاینت NLB Cluster ما شبیه به یک سرور با یک آدرس IP به نظر می رسد.
اگر بخواهیم یک سناریوی عملی از استفاده از NLB Cluster بزنیم باید بگوییم بیشترین استفاده ای که از NLB Cluster می شود در وب سایت ها و نرم افزارهای کاربردی تحت وبی است که در سطح سازمان استفاده می شود ، شما در چنین حالتی در اصطلاح فنی یک Web Farm ایجاد می کنید.
اما استفاده کردن از سرویس NLB محدود به وب سایت ها و وب سرویس ها نمی شود و شما می توانید Remote Desktop Farm یا VPN Server Farm و یا حتی Proxy Server Farm هم با استفاده از NLB ایجاد کنید. شما می توانید از یک سرویس NLB بصورت همزمان برای راه اندازی چندین فایروال TMG ( که البته منسوخ شده است ) و ترکیب کردن آن با چندین سرور IIS یک NLB ترکیبی ایجاد کنید.
اولین گامی که NLB برای بالا بردن دسترسی پذیری سرویس به ما ارائه می دهد این است که با استفاده از شناسایی سرورهای مشکل دار دیگر درخواستی را به سمت این سرورها ارسال نمی کند و درخواست های جدید برای سرورهای فعال مجموعه ارسال می شوند ، بدین ترتیب هیچ کلاینتی متوجه بروز مشکل در یکی از سرورها نمی شود و سرویس همچنان ادامه پیدا می کند. در واقع NLB قابلیت شناسایی و سپس از مدار خارج کردن سرورهای غیر فعال مجموعه را دارد.
دومین گامی که NLB برای بالا بردن مقیاس پذیری یا scalability ارائه می دهد این است که گروهی از سرورها هستند که درخواست های کاربران را مدیریت و پاسخگویی می کنند و طبیعتا تعداد درخواست هایی که می توان در لحظه پاسخگو بود بیشتر از یک سرور تنها خواهد بود. همچنین با گسترش پیدا کردن سرویس مورد نظر ، برای مثال یک وب سرور و بالا رفتن تعداد درخواست های کاربران شما می توانید یک سرور جدید را به مجموعه NLB Cluster خود اضافه کنید و Load کاری را بین سرورهای بیشتری تقسیم کنید.
یکی از مهمترین نکاتی که بایستی در خصوص NLB درک کنید این است که درخواست های هر کلاینت صرفا و بصورت مستقیم فقط و فقط برای یکی از سرورهای مستقر در NLB Cluster ارسال می شود، این یعنی کلاینت فقط و فقط از قدرت پردازشی ، حافظه و منابع ذخیره سازی یکی از سرورهای موجود در NLB Cluster استفاده خواهد کرد و سرورهای دیگر درگیر پردازش این درخواست نخواهند شد.
توجه کنید که در یک NLB Cluster هر کدام از Node ها بصورت مستقل کار می کنند و هیچ دسترسی به منابع موجود بر روی سرورهای دیگر ندارند و نمی توانند بر روی سرورهای دیگر تغییرات ایجاد کنند ، بنابراین تغییرات یک سرور بر روی سایر سرورها تاثیری نخواهد داشت.
واژه ای که برای تشریح کردن این فرآیند بکار می رود این است که شما از NLB برای Stateless Application ها استفاده می کند ، شما نمی توانید از NLB برای Stateful Application ها استفاده کنید. ، برای مثال خود وب سرور با توجه به اینکه دارای پیچیدگی و پایگاه داده خاصی نیست می تواند توسط NLB سرویس دهی شود
اما شما نمی توانید Database Server های خود را در یک NLB قرار دهید زیرا در چنین شرایطی هر یک از کلاینت ها با درخواست خود می خواهند پایگاه داده ای را بروز رسانی کنند و ممکن است تداخل کاری در این میان پیش بیاید ، در خصوص برطرف کردن چنین مشکلاتی شما باید Clustering را با مفاهیمی دیگر و با روش های خاص اینگونه نرم افزارها پیاده سازی کنید ، به امید خدا در آینده در خصوص راه اندازی Clustering در سرویس های دیگری مانند Exchange Server و SQL Server نیز صحبت خواهیم کرد.
در قسمت قبلی در خصوص مفاهیم مربوط به راه اندازی سرویس NLB در ویندوز سرور 2012 صحبت کردیم و قرار شد در ادامه سناریویی را برای شما آموزش دهیم و سرویس NLB به همراه دو عدد سرور را برای شما به همراه آموزش راه اندازی کنیم. سناریوی ما به این شکل است که دو عدد سرور به نامهای ITPRO-NLB1 و ITPRO-NLB2 را در مجموعه داریم که قرار است این سرورها بصورت یک آدرس IP یکپارچه در شبکه دیده شوند
و هر دو عضو یک NLB Cluster شوند. موارد مورد نیاز برای راه اندازی این سناریو ، دو عدد ویندوز سرور 2012 می باشد که با استفاده از یک یا دو عدد کارت شبکه به همدیگر متصل شده باشند ، البته طبیعتا سناریویی که ما در اینجا انجام می دهیم در محیط مجازی انجام می شود و در محیط واقعی طبیعتا مهم ارتباط داشتن این دو سرور است. تصویر مربوط به سناروی مربوط را می توانید در زیر مشاهده کنید :
همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید ، دو عدد سرور به نامهای ITPRO-NLB1 با آدرس IP به شماره 172.16.1.1 و همچنین سرور ITPRO-NLB2 با آدرس IP به شماره 172.16.1.2 وجود دارند که همگی به یک سویچ شبکه متصل شده اند. محدوده سبز رنگ مجازی که مشاهده می کنید در واقع محدوده راه اندازی NLB Cluster ما می باشد و آدرس IP به شماره 172.16.1.100 در واقع آدرسی است که کلاینت های شبکه برای وارد کردن درخواست های خود به NLB Cluster از آن استفاده می کنند. راه اندازی NLB Cluster در چنین سناریویی دارای مراحل زیر می باشد :
همانطور که مشاهده می کنید مراحل کار بسیار ساده است فقط لازم است نکات مهم در این مراحل را رعایت کنید ، متاسفانه در کتابهای مرجع مایکروسافت نیز در برخی موارد به این نکات ریز توجه نشده است که ممکن است شما را در راه اندازی این سرویس دچار مشکل کند ، پس تا انتها با ما باشید.
بعد از آماده سازی سرورها شما بایستی قابلیت یا Feature ای به نام Network Load Balancing را بر روی تمامی سرورهای موجود در کلاستر خود نصب کنید. شما می توانید اینکار را به براحتی و با استفاده از کنسول Server Manager با چند کلیک انجام دهید اما بهتر است که کمی با ابزارهای power shell نیز کار کنیم ، با استفاده از دستور زیر شما می توانید قابلیت Network Load Balancing را به همراه تمامی ابزارهای مدیریتی یا Management tools های با استفاده از PowerShell نصب کنید :
Install-WindowsFeature NLB –IncludeManagementTools
بعد از وارد کردن دستور بالا در محیط PowerShell منتظر شوید که پیام موفقیت یا Successful به شما نمایش داده شود :
بعد از انجام مراحل بالا وارد کنسول مدیریتی Network Load Balancing Manager شوید و از بر روی Network Load Balancing Cluster راست کلیک کنید و گزینه New Cluster را همانند شکل زیر انتخاب کنید. توجه کنید که ما به NLB Cluster ممکن است Cluster خالی یا Farm هم بگوییم بنابراین این واژه ها را با هم اشتباه نگیرید :
همانطور که در شکل پایین مشاهده می کنید ، صفحه اولی که در این ویزارد به شما نمایش داده می شود صقحه Connect است ، این صفحه در واقع از شما می خواهد که سرورهایی که بر روی آنها قابلیت NLB نصب شده است را معرفی کنید. بعد از وارد کردن اسم یا آدرس سرور مورد نظر برای برقراری ارتباط بر روی دکمه Connect کلیک کنید تا به سرور مذکور متصل شود
بعد از متصل شدن به سرور مذکور ، لیست NIC هایی که بر روی آن سرور قرار گرفته اند و قابلیت NLB بر روی آنها فعال شده است به شما نمایش داده می شود ، در مثال زیر با توجه به اینکه ما بر روی این سرور دو عدد کارت شبکه داریم که برای سناریوی بعدی که Failover Cluster هم هست باید استفاده شوند ، یکی از آنها را به عنوان ITPRO-Network و دیگری را به عنوان ITPRO-Heartbeat نامگذاری کرده ایم .
در این سناریو ما بر روی ITPRO-Network کلیک می کنیم ، در محیط لابراتوار ما فقط از یکی از کارت شبکه های موجود در سرورها برای ترافیک NLB استفاده می شود اما در محیط های واقعی ممکن است شما از چندین کارت شبکه برای این منظور استفاده کنید. به هر حال توجه کنید که حتما کارت شبکه ای که انتخاب می کنید باید دارای یک آدرس IP استاتیک باشد که قبلا به آنها در سناریو اشاره شده است. بعدا شما یک آدرس IP اضافه نیز به همین NIC در قالب NLB اختصاص می دهید تا ترافیک در بین Host ها از طریق آن Share شود.
اما بعد از اینکه بر روی دکمه Next یا Finish کلیک کردید ( بر اساس نوع ویندوز متفاوت است در ویندوز سرور 2012 و 2012 نسخه R2 محل این صفحات ممکن است متفاوت باشد) با صفحه بعدی که صفحه Host Parameters است مواجه خواهید شد ، همانطور که در شکل زیر مشاهده می کنید ، تنظیماتی که در این صفحه انجام می شود صرفا بر روی همین Host ای که انتخاب شده است اعمال می شود و هیچ کاری به سایر Host های موجود در NLB Cluster ندارد.
همانطور که در تصویر بالا مشاهده می کنید ، با انتخاب کردن دکمه Add از این صفحه شما می توانید یک آدرس IP استاتیک برای همین Host در نظر بگیرید ، من در اینجا آدرس IP به شماره 172.16.1.1 را به این Host اختصاص دادم ، بصورت کلی در این صفحه شما سه نوع تنظیمات می توانید انجام دهید ، تنظیمات مربوط به Dedicated IP Address یا آدرس IP اختصاصی ، تنظیمات مربوط به وضعیت Host یا Initial Host State و در نهایت تنظیمات مربوط به اولویت یا Priority که هر کدام از این موارد بصورت کامل در پایین توضیح داده شدند :
بعد از اینکه موارد فوق را انجام دادید شما بایستی یک آدرس IP مجازی یا Virtual IP Address برای NLB Cluster خود تعریف کنید تا همگی Node های موجود در کلاستر شما با این آدرس IP مجازی شناسایی شوند. آدرس IP که شما برای NLB Cluster خود تعریف می کنید می توانید یک آدرس منحصر به فرد باشد یا اینکه در محدوده آدرس دهی Host های شما باشد که گزینه Host پیشفرض و پیشنهاد می شود ، در اینجا ما آدرس IP به شما 172.16.1.100 را به NLB Cluster خود تخصیص می دهیم. توجه کنید که تصویری که در پایین مشاهده می کنید در ویندوز سرور 2012 در کنسولی جداگانه و در ویندوز سرور 2012 نسخه R2 در کنار سایر تب هایی که اشاره کردیم وجود دارد اما فرآیند کاری همیشه به یک صورت است :
بعد از انجام تنظیمان مربوط به آدرس IP هاست اول ، تنظیمات پارامترها و سایر تنظیمات از قبیل انتخاب آدرس IP مربوط به NLB Cluster که در قسمت گذشته انجام دادیم ، نوبت به انتخاب یا پیکربندی پارامترهای کلاستر یا صفحه بعدی که به عنوان صفحه Cluster Parameters است می رسد.
البته دقت کنید تنظیماتی که تاکنون شما انجام داده اید تا زمانیکه Cluster شما به درستی ایجاد نشود ، اعمال نخواهد شد. در صفحه زیر شما تنظیمات مربوط به Cluster IP Configuration را در بالا و تنظیمات Cluster Operation Mode یا روش فعالیت کلاستر را در انتها مشاهده می کنید :
تب بعدی همانطور که در پایین نیز مشاهده می کنید تب Port Rules است . Port Rule ها در واقع مهمترین قسمت تنظیمات مربوط به NLB Cluster هستند. Port Rule ها تعریف می کنند که ترافیک در داخل NLB چگونه Load Balance بشود و در ضمن نوع ترافیکی که قرار است Load Balance بشود را نیز تعریف می کند.هر Port Rule ای که تعریف می شود برای خود یک نوع ترافیک ورودی یا Incoming Traffic دارد که به یک مقصد می خواهد برسد و نوع ترافیک از نظر TCP یا UDP بودن و همچنین آدرس IP مقصد نیز در آن تعریف می شود.
توجه کنید که شما نمی توانید دو rule را به شکل یکسان در این قسمت تعریف کنید بنابراین هیچوقت شما تداخلی در میان Rule های نوشته شده نخواهید داشت. هر Rule برای خود دارای یک اولویت و یک ترتیب است ، دقیقا مشابه Rule هایی که در فایروال ها نوشته می شوند.
فقط یک Rule می توانید به یک Incoming Packet اعمال شود ، همانطور که در تصویر زیر نیز مشاهده می کنید بصورت پیشفرض فقط یک Rule در این میان وجود دارد که تمامی ترافیک های موجود را از همه پورت های موجود برای آدرس های تعریف شده ارسال می کند.توجه کنید که تغییر دادن این Rule ها به هیچ عنوان پیشنهاد نمی شود اما به خاطر داشته باشید که شما توانایی انجام دادن اینکار را دارید ، به امید خدا در مطلبی بصورت جداگانه در خصوص این Rule ها توضیحاتی ارائه خواهیم کرد.
بعد از اینکه تمامی مراحل بالا را انجام دادید بر روی دکمه OK کلیک کنید ، با تصویر زیر مواجه می شود که به شما آدرس IP مربوط به Cluster را اعلام می کند ، بعد از OK کردن تنظیمات NLB Cluster شما به درستی انجام شده است و فقط مرحله بعدی اضافه کردن سرورهایی است که بر روی آنها نیز NLB نصب شده است.
بعد از انتخاب گزینه Yes در تصویر بالا ، شما NLB Cluster جدید را ایجاد کرده اید ، برای اضافه کردن Host جدید به این Cluster اینبار مشابه تصویر پایین ابتدا بر روی آدرس IP مجازی NLB Cluster ای که ساخته اید راست کلیک کنید و گزینه Add Host To Cluster را انتخاب کنید
اگر مشابه تنظیمات اولیه ای که در این مطالب اشاره کردیم ، قابلیت NLB بر روی سرور مورد نظر ایجاد شده باشد مجددا کادر اول که صفحه Connect بود به شما نمایش داده می شود ، اما اینبار دیگر پیچیدگی های قبلی در کار نیست و شما صرفا با وارد کردن نام ITPRO-NLB2 کارت شبکه هایی که دارای NLB هستند را مشاهده می کنید و کارت شبکه ای که نیاز دارید به عنوان NLB استفاده شود را انتخاب و سایر مراحل را انجام می دهید :
همانطور که در تصویر بالا نیز مشاهده می کنید ، اضافه کردن سرور Host دوم بصورت خودکار به این سرور Priority شماره 2 را می دهد. بعد از انجام مراحل بر روی این سرور ، شما NLB Cluster خود را ایجاد کرده اید و براحتی می توانید با وارد کردن آدرس مجازی 172.16.1.100 هر دوی این سرورهای موجود در NLB Cluster را Ping کنید.
توجه کنید که راه اندازی کردن NLB Cluster یکی از ساده ترین مواردی است که در حوزه Load Balancing شما پیاده سازی می کنید و اصلا دارای پیچیدگی هایی که در Failover Clustering است نمی باشد .برای اطمینان پیدا کردن از اینکه NLB Cluster شما درست پیاده سازی شده است یا خیر
کافیست از طریق یک کلاینت آدرس مجازی NLB Cluster را Ping کنید در صورتیکه یکی از سرورها را نیز خاموش کنید این فرآیند Ping کردن بایستی ادامه پیدا کند. امیدوارم مورد توجه شما قرار گرفته باشد ، در مطالب بعدی به امید خدا در خصوص راه اندازی Failover Clustering صحبت خواهیم کرد.