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 do clustering em seu dispositivo Azure Stack Edge.

Sobre o 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 conectados por cabos físicos e por software. Esses nós, quando agrupados, trabalham juntos como em um cluster de failover do Windows, fornecem alta disponibilidade para aplicativos e serviços que estão sendo executados no cluster.

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

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

Quórum e testemunha de agrupamento

Um quórum é sempre mantido em seu cluster do Azure Stack Edge para permanecer online no caso de uma falha. Se um dos nós falhar, a maioria dos nós sobreviventes deverá verificar se o cluster permanece online. O conceito de maioria só existe para clusters com um número ímpar de nós. Para obter mais informações sobre quórum de cluster, consulte Compreender o quórum.

Para um cluster do Azure Stack Edge com dois nós, se um nó falhar, uma testemunha de cluster fornecerá o terceiro voto para que o cluster permaneça online (já que o cluster fica com dois de 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 seu dispositivo.

• Para obter mais informações sobre a testemunha de cluster, consulte Testemunha de cluster no Azure Stack Edge.
• Para obter mais informações sobre testemunha na nuvem, consulte Configurar testemunha na nuvem.
• Para obter etapas detalhadas para implantar uma testemunha de nuvem, consulte Implantar 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 nos dois nós independentes que executam o sistema operacional Windows Server com uma camada Hyper-V. Os nós contêm discos físicos para armazenamento e interfaces de rede que são conectados back-to-back ou com switches.

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

• Você pode implantar suas cargas de trabalho de aplicativos sobre o cluster de infraestrutura.

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

    

  • As cargas de trabalho em contêineres usam o Kubernetes para implantação e gerenciamento de carga de trabalho. Um cluster 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 Kubernetes permite a orquestração de aplicativos, enquanto o cluster de infraestrutura fornece armazenamento persistente.

Topologias de rede suportadas

Com base no caso de uso e nas cargas de trabalho, você pode selecionar como os dois nós de dispositivo do Azure Stack Edge serão conectados. As topologias de rede serão diferentes dependendo se você usa um dispositivo de GPU do Azure Stack Edge Pro ou um dispositivo do Azure Stack Edge Pro 2.

Em um alto nível, as topologias de rede suportadas para cada um dos tipos de dispositivo são descritas aqui.

Azure Stack Edge Pro GPU

No nó do dispositivo GPU do Azure Stack Edge Pro:

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

As seguintes topologias de rede estão disponíveis:

• Opção 1 - Sem comutador - Use esta opção quando não tiver switches de alta velocidade disponíveis no ambiente para armazenamento e tráfego de cluster.

  Nesta opção, a Porta 3 e a Porta 4 são conectadas back-to-back sem um switch. Essas portas são dedicadas ao armazenamento e ao 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 - Usar switches e agrupamento NIC - Use esta opção quando tiver switches de alta velocidade disponíveis para uso com os nós do dispositivo para armazenamento e tráfego de cluster.

  Cada uma das portas 3 e 4 dos dois nós do seu dispositivo estão conectados através de um switch externo. A Porta 3 e a Porta 4 são agrupadas em cada nó e um comutador virtual e duas NICs virtuais são criados que permitem redundância no nível da porta para armazenamento e tráfego de cluster. Essas portas também podem ser usadas para tráfego de carga de trabalho.

• Opção 3 - Usar switches sem agrupamento NIC - Use esta opção quando precisar de uma porta dedicada extra para tráfego de carga de trabalho e a redundância no nível da porta não for necessária para armazenamento e tráfego de cluster.

  A porta 3 em cada nó é conectada através de um switch externo. Se a Porta 3 falhar, o cluster poderá ficar offline. Comutadores virtuais separados são criados na Porta 3 e na Porta 4.

Para obter mais informações, consulte 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 - As portas 1 e 2 estão em sub-redes diferentes. São criados comutadores virtuais separados. As portas 3 e 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. As portas 3 e 4 se conectam a um comutador virtual externo.

• Opção 3 - As portas 1 e 2 estão em sub-redes separadas. Comutadores virtuais separados são criados na Porta 1 e na Porta 2. As portas 3 e 4 estão conectadas back-to-back, sem comutador para as portas 3 e 4.

• Opção 4 - A porta 1 e a porta 2 estão na mesma sub-rede. Um comutador virtual agrupado é criado. As portas 3 e 4 estão conectadas back-to-back, sem comutador para as portas 3 e 4.

  Nota

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

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

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

Considerações adicionais:

• A porta 1 é usada para a configuração inicial. A porta 1 é então reconfigurada e recebe um endereço IP que pode ou não estar na mesma sub-rede que a porta 2.
• Se você selecionar a opção Usando comutadores externos, a Porta 1 e a Porta 2 serão usadas para armazenamento nos modos de agrupamento e não-agrupamento.
• Ao usar a opção Switchless, a Porta 3 e a Porta 4 são conectadas back-to-back diretamente, sem um switch. Essas portas são dedicadas ao armazenamento e ao tráfego de cluster do Azure Stack Edge. As portas 3 e 4 não estão disponíveis para tráfego de carga de trabalho.

Os prós e contras das topologias suportadas são resumidos da seguinte forma:

Opção de interface do usuário da Web local	Vantagens	Desvantagens
As portas 3 e 4 são sem comutador, as portas 1 e 2 em sub-redes separadas, comutadores virtuais separados.	Caminhos redundantes para gerenciamento e tráfego de armazenamento.	Os clientes devem se reconectar se a Porta 1 ou a Porta 2 falhar.
	Nenhum ponto único de falha dentro do dispositivo.	A carga de trabalho da VM não pode aproveitar a Porta 3 ou a Porta 4 para se conectar a pontos de extremidade de rede diferentes de um nó de Borda de Pilha do Azure de mesmo nível. É por isso que as cargas de trabalho do PMEC não podem usar essa opção.
	Muita largura de banda para armazenamento e tráfego de cluster entre nós.
	Pode ser implantado com a Porta 1 e a Porta 2 em diferentes sub-redes.
As portas 3 e 4 são sem comutador, as portas 1 e 2 estão na mesma sub-rede, comutador virtual agrupado.	Caminhos redundantes para gerenciamento e tráfego de armazenamento.	A carga de trabalho da VM não pode aproveitar a Porta 3 ou a Porta 4 para se conectar a pontos de extremidade de rede diferentes de um nó de Borda de Pilha do Azure de mesmo nível. É por isso que as cargas de trabalho do PMEC não podem usar essa opção.
	Muita largura de banda para armazenamento e tráfego de cluster entre nós.
	Maior tolerância a falhas.
As portas 3 e 4 usam um switch externo com >largura de banda de link =10Gbps, porta 1 e porta 2 em sub-redes separadas, switches virtuais separados	Dois comutadores virtuais independentes e caminhos de rede fornecem redundância.	Os clientes devem 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 diferentes sub-redes.
As portas 3 e 4 usam um switch externo com >largura de banda de link =10Gbps, porta 1 e porta 2 na mesma sub-rede, comutador virtual agrupado.	Balanceamento de carga.
	Maior tolerância a falhas.	Não pode ser implantado em um ambiente com sub-redes diferentes.
	Dois caminhos independentes e redundantes entre nós.
	Os clientes não precisam de restabelecer a ligação.

Implantação de cluster

Azure Stack Edge Pro GPU

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

1. Encomende dois dispositivos independentes do Azure Stack Edge. Para obter mais informações, consulte Solicitar um dispositivo Azure Stack Edge.
2. Conecte cada nó de forma independente, como faria para um dispositivo de nó único. Com base nas cargas de trabalho que você pretende implantar, conecte as interfaces de rede nesses dispositivos por meio de cabos e com ou sem switches. Para obter instruções detalhadas, consulte Conecte seu dispositivo de cluster de dois nós.
3. Inicie a criação de cluster no primeiro nó. Escolha a topologia de rede que está em conformidade com o cabeamento entre os dois nós. A topologia escolhida ditaria o tráfego de armazenamento e agrupamento entre os nós. Consulte as etapas detalhadas em Configurar proxy de rede e da Web em seu dispositivo.
4. Prepare o segundo nó. Configure a rede no segundo nó da mesma forma que a configurou no primeiro nó. Certifique-se de que as configurações de porta correspondam ao mesmo nome de porta em cada aparelho. Obtenha o token de autenticação neste nó.
5. Use o token de autenticação do nó preparado e associe esse nó ao primeiro nó para formar um cluster.
6. Configure uma testemunha de nuvem usando uma conta de Armazenamento do Azure ou uma testemunha local em um compartilhamento de arquivos SMB.
7. Atribua um IP virtual para fornecer um ponto de extremidade para os Serviços Consistentes do Azure ou ao usar NFS.
8. Atribua intenções de computação ou gerenciamento aos comutadores virtuais criados nas interfaces de rede. Você também pode configurar IPs de nó do Kubernetes e IPs de serviço do Kubernetes aqui para a interface de rede habilitada para computação.
9. Opcionalmente, configure o proxy da Web, configure as configurações do dispositivo, configure certificados e, finalmente, ative o dispositivo.

Para obter mais informações, consulte os tutoriais de implantação de dispositivo de dois nós começando com 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 suportadas que pretende configurar. Para implantar um cluster de infraestrutura de dois nós em seus dispositivos Azure Stack Edge, siga estas etapas de alto nível:

1. Encomende dois dispositivos independentes do Azure Stack Edge. Para obter mais informações, consulte Solicitar um dispositivo Azure Stack Edge.
2. Conecte cada nó de forma independente, como faria para um dispositivo de nó único. Com base nas cargas de trabalho que você pretende implantar, conecte as interfaces de rede nesses dispositivos por meio de cabos e com ou sem switches. Para obter instruções detalhadas, consulte Conecte seu dispositivo de cluster de dois nós.
3. Inicie a criação de cluster no primeiro nó. Escolha a topologia de rede que está em conformidade com o cabeamento entre os dois nós. A topologia escolhida ditaria o tráfego de armazenamento e agrupamento entre os nós. Consulte as etapas detalhadas em Configurar proxy de rede e da Web em seu dispositivo.
4. Prepare o segundo nó. Configure a rede no segundo nó da mesma forma que a configurou no primeiro nó. Certifique-se de que as configurações de porta correspondam ao mesmo nome de porta em cada aparelho. Obtenha o token de autenticação neste nó.
5. Use o token de autenticação do nó preparado e associe esse nó ao primeiro nó para formar um cluster.
6. Configure uma testemunha de nuvem usando uma conta de Armazenamento do Azure ou uma testemunha local em um compartilhamento de arquivos SMB.
7. Atribua um IP virtual para fornecer um ponto de extremidade para os Serviços Consistentes do Azure ou ao usar NFS.
8. Atribua intenções de computação ou gerenciamento aos comutadores virtuais criados nas interfaces de rede. Você também pode configurar IPs de nó do Kubernetes e IPs de serviço do Kubernetes aqui para a interface de rede habilitada para computação.
9. Opcionalmente, configure o proxy da Web, configure as configurações do dispositivo, configure certificados e, finalmente, ative o dispositivo.

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

Clustering de cargas de trabalho

Em seu cluster de dois nós, você pode implantar cargas de trabalho não conteinerizadas ou cargas de trabalho em contêineres.

• Cargas de trabalho não conteinerizadas, como VMs: o cluster de dois nós garantirá alta disponibilidade das máquinas virtuais implantadas no cluster de dispositivos. Não há suporte para migração ao vivo de VMs.

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

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

Gestão do Cluster

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

• Desfazer a preparação do nó
• Configurar o cloud witness
• Configurar uma testemunha local
• Definir 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 pelas atualizações de cluster do Kubernetes. As atualizações contínuas nos nós do dispositivo garantem um tempo de inatividade mínimo das cargas de trabalho.

Ao aplicar essas atualizações por meio do portal do Azure, você só precisa iniciar o processo em um nó e ambos os nós são atualizados. Para obter instruções passo a passo, consulte Aplicar atualizações ao seu dispositivo Azure Stack Edge de dois nós.

Faturação

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

Próximos passos

• Saiba mais sobre a testemunha de cluster para o Azure Stack Edge.
• Veja Kubernetes para seu Azure Stack Edge
• Compreender os cenários de failover de cluster