Sistema redundante

Fuente de alimentación redundante.

Los sistemas redundantes, en ingenieria de computadores, son aquellos en los que se repiten aquellos datos o hardware de carácter crítico que se quiere asegurar ante los posibles fallos que puedan surgir por su uso continuado.

Se presenta como una solución a los problemas de protección y confiabilidad. Este tipo de sistemas se encarga de realizar el mismo proceso en más de una estación, ya que si por algún motivo alguna dejara de funcionar o colapsara, inmediatamente otro tendría que ocupar su lugar y realizar las tareas del anterior.

Las técnicas de redundancia han sido usadas por la industria militar y aerospacial por muchos años para alcanzar una alta confiabilidad. Una base de datos replicada es un ejemplo de sistema distribuido redundante.

Componentes redundantes en los ordenadores

Aparte de los servidores actuales, que tienen varias unidades centrales de procesamiento y módulos de memoria, los dispositivos redundantes en un servidor suelen ser los discos duros, tarjetas de red y fuentes de alimentación.

Discos RAID

Un RAID (redundant array of indepedent disk) es un conjunto de unidades de disco que aparecen lógicamente como si fueran un solo disco. Así los datos, distribuidos en bandas, se dividen entre dos o más unidades. Esta técnica incrementa el rendimiento y proporciona una redundancia que protege contra el fallo de uno de los discos de la formación. Existen implementaciones por software y hardware y diferentes configuraciones RAID, siendo las mas comunes RAID1, RAID5 y RAID10.

Tarjeta de red

Es el componente que comunica al servidor con los clientes. Para tratar de garantizar esta comunicación, los servidores suelen venir con dos de estos dispositivos. Esto es así no sólo para tratar de garantizar que la comunicación no se corte en caso de fallo, sino para que se puedan utilizar dos o más tarjetas como si fueran un único dispositivo, sumando sus capacidades (a esta práctica se le llama bonding).

Fuentes de alimentación

Hoy en día los servidores traen por lo menos dos fuentes de alimentación, que es la encargada de proporcionar electricidad a la computadora. Estas fuentes de alimentación van conectadas a diferentes sistemas eléctricos, para garantizar el suministro, en caso de fallo ya sea de la propia fuente o del sistema eléctrico. Esta redundancia de la fuente de alimentación no sólo afecta a los servidores, sino que también afecta a enrutadores, conmutadores, etc.

Otras redundancias

Sistemas eléctricos

Un fallo en el suministro eléctrico de un servidor redundante, podría tener consecuencias catastróficas. No solo se necesita un suministro constante, sino que también debe garantizarse que no se produzcan subidas o bajadas bruscas, para evitar daños en sus componentes. Para evitar estos fallos, se puede hacer uso de estos componentes:

• Sistema de alimentación ininterrumpida (UPS): Son baterías que se conectan entre el servidor y la fuente de suministro eléctrico, garantizando este por un tiempo determinado.

• Generadores eléctricos: Funcionan generalmente con diesel y se conectan entre los UPS y la red de suministro eléctrico. Estos motores se ponen en marcha cuando el suministro se corta por más de un tiempo determinado. El suministro que generan estos motores, esta condicionado a la cantidad de combustible que contenga.

• Líneas independientes de suministros: En los CPD grandes, se suelen tener al menos 2 conexiones diferentes e independientes a la red de suministro eléctrico.

Este tipo de redundancia afecta a todos los componentes claves del sistema ( servidores, switches, routers, etc). Tu sistema sólo sera tan seguro, estable y redundante como el componente más debil del mismo.

Componentes de red

Aunque se tenga un servidor redundante, si uno de estos componentes fallara, no se llegaría nunca a ese servidor. Para evitar este fallo, se suelen crear dos caminos diferentes entre los dos componentes de la red.

En la imagen vemos como configurar una red con redundancia. De esta manera se puede estropear un router, un switch y una tarjeta de red a la vez sin que se pierda conectividad.

Los componentes más normales en una red son:

• Enrutador: interconecta segmentos de redes o redes enteras.
• Conmutador: interconecta dos o más segmentos de red.
• Tarjeta de red: permite que un dispositivo acceda a una red.
• Cables de red: existen muchos y variados tipos (coaxial, fibra óptica).
• Líneas de conexión: red de área amplia (por ejemplo Internet).

En el balanceo de cargas

Trata de evitar los fallos producidos en un servidor con componentes redundantes y la caída del mismo. Existen distintos tipos de configuraciones con varios servidores (cluster). La más usual es el de balanceo de cargas con tolerancia a fallos. En este tipo de clusters, no sólo intenta que los servidores no fallen, sino que si necesitamos más recursos para proporcionar un servicio, podemos incorporar nuevos servidores que incrementen la capacidad de proceso del cluster.

Un ejemplo con clúster con balanceo de cargas conectado a un gabinete de discos (disk array) para almacenar la información. Típico uso para servidores de ficheros y web. Como la mayoría de estos servidores están en linux, el proyecto más importante en este sistema sobre el balanceo es Linux Virtual Server.