Pavel Martinec 4.A 2011/2012

Transkript

1 Pavel Martinec 4.A 2011/2012

2 1 Obecné požadavky 1.1 Výpočetní stanice K úspěšnému vytvoření clusteru budeme potřebovat minimálně 3 počítače (pro Windows), nebo 2 počítače pro Linux (při využití distribuce ClusterKnoppix). V případě Windows jeden s počítačů slouží jako síťový řadič (musíme nakonfigurovat služby DNS, DHCP a Active Directory), ostatní počítače se přímo podílejí na vytvoření clusteru. 1.2 Potřebný hardware Počítače Teoreticky lze do clusteru zapojit jakkoliv výkonný počítač, který může provozovat potřebný operační systém. Reálný výkon clusteru je pak (ideálně) součet výkonů jednotlivých uzlů. Samozřejmě, čím výkonnější počítače do clusteru zapojíme, tím bude výsledný výkon vyšší Komponenty Pro počítače jsou jedinou podmínkou dvě oddělené síťové karty (například jedno rozhraní integrované na základní desce a druhé rozhraní jako samostatná karta do sběrnice PCIe). Poté potřebujeme síťové prvky, které nám umožní vytvořit dvě na sobě nezávislé sítě. Potřebujeme: - IP adresu od poskytovatele internetu pro náš síťový řadič (možnost potřeby routeru) - 2x switch s dostatečným počtem vstupů (ideálně 1Gbit/s, pro menší clustery o 2-4 uzlech stačí i 100Mbit/s) - Dostatečný počet síťových kabelů (2 na každý zapojený PC, jeden pro veřejnou síť a druhý pro síť clusteru) Software Windows U systému Windows si musíme ohlídat licence. Licence v tomto případě budeme uvažovat jako počet uživatelských účtů, tedy budeme potřebovat jednu licenci navíc pro účet administrátora clusteru Linux V našem případě stačí pouze již hotová distribuce ClusterKnoppix, která má všechny potřebné nástroje integrované.

3 Ostatní software Budeme pravděpodobně potřebovat přístup ke vzdáleným plochám všech uzlů (v případě Linuxu stačí přístup jen na hlavní uzel, a z něj pak můžeme ovládat uzly ostatní přes protokol SSH). K tomuto účelu slouží volně dostupný software TeamViewer Pokud budeme chtít monitorovat síť, můžeme využít volně dostupného softwaru WireShark. Dále ještě nainstalujeme antivirus a firewall na síťový řadič, aby ochránil uzly v clusteru. 2 Zapojení sítě Při zapojování clusteru musíme vytvořit dvě oddělené sítě (veřejnou a privátní). Veřejná síť zajišťuje připojení jednotlivých uzlů k síťovému řadiči a dále do internetu (síťový řadič poskytuje uzlům vlastní IP adresy, zajišťuje uzlům DNS překlady a nejdůležitější část doménový účet pro správu clusteru). Privátní síť pak slouží výhradně ke komunikaci mezi jednotlivými uzly (tedy síť, po které si uzly předávají vypočítaná data). Nyní ještě nebudeme řešit nastavení sítě, pouze její fyzické nastavení. Síť zapojíme následujícím způsobem:

4 Pro provoz linuxové distribuce ClusterKnoppix teoreticky stačí zapojení podstatně jednodušší, tento systém si vystačí pouze s veřejnou sítí, nicméně zde je nutné počítat s případným sníženým výkonem, protože v jednu chvíli bude sloužit jak k přenosu výpočtů uzlů, tak k přenosu dat požadovaných uživatelem. ClusterKnoppix můžeme v případě nutnosti zapojit takto (přesto doporučuji i této distribuce první variantu): 3 Instalace a konfigurace: Windows 3.1 Instalace Instalace systému jako takového je velice snadná (úplně stejná jako u systému Windows XP, tedy systém nás vede). Na začátku instalace rozdělíme disk do oddílů (ideálně 2 oddíly, jeden čistě pro systém a druhý pro uživatelská data, a spustíme samotnou instalaci. V průběhu instalace zvolíme jazyk, časové pásmo a rozložení klávesnice. Dále budeme volit uživatelské jméno, heslo, a název počítače. U názvů počítače doporučuji zadávat stejné, jen jinak číslované názvy (v mém případě ssps-s1win, ssps-s2win.). Následně se nás systém zeptá na licence. Zvolíme licenci podle zavedené politiky systému (pokud například již tento systém provozujme jinde). Posledním krokem je konfigurace sítě. Zvolte typické nastavení, jednotlivá rozhraní budeme konfigurovat později. 3.2 Po startu systému Jakmile po restartu systém naběhne, nainstalujeme zvolený ochranný systém (antivirus, firewall ). POZOR!! Tyto ochranné systémy instalujeme pouze na síťový řadič, nikoliv na jednotlivé uzly. Síťový řadič pomocí těchto programů ochrání na něj připojené uzly, a tyto programy nebudou zbytečně ubírat uzlům na výkonu. Dále provedeme plnou aktualizaci systému pomocí Windows Update (Tento počítač pravé tlačítko myši / vlastnosti / Automatické aktualizace a zde v textu zvolíme možnost Instalovat aktualizace z webu Windows Update. Tento proces opakujeme, dokud nebudou aktualizace kompletní (systém aktualizuje pouze

5 část systému, následně si vyžádá restart, ale poté je opět nutné spustit update, aby se stáhli i aktualizace navazující na ty předešlé). Stahovat aktualizace lze samozřejmě až po konfiguraci sítě (připojení k internetu). Postup je tedy následující: Instalace a konfigurace síťového řadiče (a jeho aktualizace, tento server by měl automaticky dostat připojení k internetu od svého nadřazeného prvku (router, jiný síťový řadič), následná konfigurace síťových rozhraní na jednotlivých uzlech a až potom aktualizace uzlů. 3.3 Konfigurace sítě Nyní zkonfigurujeme jednotlivá rozhraní na všech serverech. V tuto chvíli se budeme pohybovat v: Ovládací panely/síťová připojení a budeme upravovat Vlastnosti jednotlivých rozhraní. Jako první si rozhraní přejmenujeme (pro lepší přehlednost nyní i v budoucnu, pokud bychom museli něco měnit). Označíme rozhraní, zmáčkneme klávesu F2 a rozhraní přejmenujeme. Já jsem zvolil názvy public pro veřejnou síť a private pro síť využívanou clusterem Konfigurace sítě na síťovém řadiči Rozhraní public Toto rozhraní je předem nakonfigurováno, stačí ho jen zkontrolovat. Zobrazíme vlastnosti rozhraní, v dialogovém okně zvolíme Protokol sítě Internet (TCP/IP) a klikneme na tlačítko Vlastnosti. Veškerá pole musí být šedivá a přepínače v poloze automatického zjišťování jak DHCP, tak DNS Rozhraní private Opět zobrazíme tabulku vlastností protokolu Internet (TCP/IP), nyní však přepneme na manuální vyplnění a ručně vypíšeme následující řádky: - Adresa IP: (tato adresa by měla být nekonfliktní (public rozhraní by nemělo od nadřazeného síťového prvku dostat stejnou adresu, pokud se tak stane, zvolíme např. adresu ) - Maska podsítě: Výchozí brána: necháváme prázdné - Upřednostňovaný server DNS: (tato adresa odkazuje sama na sebe, tedy na server DNS, který budeme mít později nainstalovany) - Náhradní server DNS: necháváme prázdné 3.4 Konfigurace síťového řadiče Po startu systému se nám zobrazí okno správy serveru. Klikneme na Přidat nebo odebrat roli, a spustí se průvodce pro první konfiguraci serveru. Proběhne krátká kontrola zařízení (pokud se objeví varování o odpojeném síťovém rozhraní, jen zkontrolujte, zda máte vše správně zapojené, ale jinak pokračujte dál. Chyba se zobrazí vždy, když máme alespoň jedno neobsazené síťové rozhraní). Poté vybereme roli, kterou chceme nainstalovat.

6 3.4.1 Active directory Po vybrání funkce se zobrazí průvodce instalace. Vybereme typ Doménového řadiče Doménový řadič pro novou doménu, v dalším okně zvolíme závislost domény (v mém případě doména v novém lese, pokud již máme doménu, ale pro cluster vytváříme další závislou doménu, vybereme druhou možnost). Dále po nás chce průvodce DNS název, který je v našem případě nutný zadat ve tvaru cokoliv.local. Dále zadáme název NetBIOS (pokud již není systémem předvyplněný. Dále můžeme zvolit cestu uložení dat pro Active directory, pro nezkušené uživatele není potřeba cokoliv měnit. Nakonec konfigurace skončí chybovým hlášením, že nebyl nakonfigurován DNS server (pokud jsme ho jiš dříve sami nenakonfigurovali), tedy zvolíme možnost instalace DNS serveru a pokračujeme v konfiguraci DNS server Pokud nepostupujeme přímo z průvodce po instalaci Active Directory, zopakujeme kroky v sekci Konfigurace síťového řadiče. Jako první zvolíme kompatibilitu pro novější operační systémy (Windows 2000 a výše). V dalším okně po nás systém bude chtít heslo pro mód obnovy, můžeme zadat stejné heslo, jako jsme zadávali pro administrátora tohoto počítače. Následně systém začne instalovat službu (bude vyžadováno instalační médium). Může se stát, že systém nebude chtít automatické přidělování IP adresy na žádném z rozhraní. V tom případě otevře rovnou vlastnosti problémového rozhraní. My si otevřeme příkazový řádek (Start /Spustit/cmd) a do něj napíšeme příkaz ipconfig/all (bez uvozovek). Zjistíme si adresu, masku a DNS server na rozhraní, přepneme se do okna vlastností rozhraní, zvolíme položku Protokol sítě Internet (TCP/IP), klikneme na tlačítko Vlastnosti a data opíšeme, jen s tím rozdílem, že trochu upravíme IP adresu. Pokud jsme z příkazové řádky získali adresu a masku , pak masku necháme, ale adresu změníme například na (zjednodušeně, pokud je v masce 0, tak do té samé pozice v IP adrese můžeme napsat libovolné číslo od 1 do 254). Volíme číslo vyšší hodnoty, abychom zmenšili riziko, že naše statická adresa bude zároveň ve spektru přidělovaných adres routeru nebo nadřazeného síťového řadiče. To by mohlo případně vyvolat konflikt IP adres a nefunkčnost sítě. Nakonec bude vyžadován restart systému DHCP server V administračním okně systému (zobrazovaný po startu) zvolíme opět přidání role a v dialogovém okně vybereme server DHCP. Opět se spustí průvodce instalací. Jako první zadáme název a popisek tohoto nově vytvářeného rozsahu přidělovaných adres (pod systémem můžeme distribuovat adresy pro více sítí, proto je pojmenování důležité pro přehlednost). V dalším okně zapíšeme rozsah, ze kterého chceme adresy, maska se nastaví automaticky na , což nám umožňuje volit rozsah pomocí posledního čísla v adrese (první tři čísla oddělená tečkou musí být stejná). Toto nám zajistí rozsah pro 254 zařízení včetně samotného síťového řadiče. Naše tabulka může tedy vypadat nějak takto:

7 V následujícím kroku můžeme podle potřeby vyloučit nějaké IP adresy z rozsahu, v našem případě toto potřeba není. Dále nastavíme délku zapůjčení adres zařízením, optimální je nastavit čas cca na 1 hodinu. Další kroky nevyplňujeme, necháváme prázdné, a na dotaz, jestli chceme tento rozsah aktivovat odpovíme ANO, tím je instalace dokončena Active Directory vytvoření účtu Přes okno správce serveru otevřeme okno nastavení role Active Directory. V levém panelu se stromovou strukturou dostaneme až do složky Uživatelé, v pravém okně pak klikneme pravým tlačítkem a zvolíme Nový/Uživatel. Nyní v zobrazeném okně musíme vyplnit data o uživateli. Dále následuje heslo, kde mimo vyplnění hesla zaškrtneme pole Uživatel nemůže měnit heslo a Heslo nikdy nevyprší. Po dokončení uživatele na něj opět klikneme pravým tlačítkem a zvolíme možnosti. V dialogovém okně zvolíme kartu Je členem a klikneme na Přidat. Do pole vypíšeme adm a pomocí kontroly názvů si počítač doplní celé jméno skupiny Administrators. Nyní vše potvrdíme a zavřeme 3.5 Konfigurace prvního uzlu clusteru Rozhraní public Toto rozhraní je předem nakonfigurováno, stačí ho jen zkontrolovat. Zobrazíme vlastnosti rozhraní, v dialogovém okně zvolíme Protokol sítě Internet (TCP/IP) a klikneme na tlačítko Vlastnosti. Veškerá pole musí být šedivá a přepínače v poloze automatického zjišťování jak DHCP, tak DNS Rozhraní private Opět zobrazíme tabulku vlastností protokolu Internet (TCP/IP), nyní však přepneme na manuální vyplnění a ručně vypíšeme následující řádky:

8 - Adresa IP: např (na každém dalším zařízení v clusteru adresu zvýšíme o 1) - Maska podsítě: Výchozí brána: necháváme prázdné - Upřednostňovaný server DNS: X.1 (Toto je adresa priváte rozhraní síťového řadiče) - Náhradní server DNS: necháváme prázdné Nyní zvolíme tlačítko Upřesnit, kartu WINS a v dolní části okna zakážeme názvy NetBIOS Cluster hlavní uzel Pokud máme správně nakonfigurovanou síť, můžeme přistoupit k softwarovému propojení clusteru. Na hlavním uzlu spustíme Cluster administrátora (Start/Nástroje pro správu/cluster administrator). V okně (a automaticky zobrazeném dialogovém okně) vybereme akci Vytvořit nový Cluster. V průvodci instalace vyplníme název clusteru (a doménu, pokud již není předvyplněná), poté název připojovaného počítače (i tato položka by měla být vyplněna). Poté proběhne analýza, zdali cluster lze vytvořit. Pravděpodobně se zobrazí nějaké chyby. Pokud se tyto chyby týkají pouze takzvaného diskového kvora, vše je pořádku a můžeme jít dále. Nyní nastavíme IP adresu clusteru, využijeme nějakou adresu ze stejné síťě, jako jsme konfigurovali server DHCP, ale jinou než která je v rozsahu distribuovaných adres (tedy pokud jsme DHCP konfigurovali od do , můžeme zde například použít adresu ). Dále pokračujeme vyplněním uživatelského jména a hesla administrátora clusteru (zadáme účet, který jsme vytvořili v Active Directory). Opět proběhne analýza clusteru (opět s chybou kvora), takže klikneme na tlačítko Kvorum a zvolíme možnost Využít místní diskové kvorum. Po dokončení by měl být cluster nainstalován a my do něj budeme moci přidávat další uzly. 3.6 Cluster ostatní uzly Uzly přidáme do clusteru opět pomocí Cluster administrátora, nyní zvolíme možnost Otevřít spojení do clusteru. Opět se zde pohybujeme v prostředí jednoduchého průvodce, kde proběhne analýza clusteru a systém vás požádá o účet cluster administrátora. 4 Instalace a konfigurace: ClusterKnoppix 4.1 Příprava Nejdříve musíme přenést stažený ISO obraz na instalační médium. Buďto můžeme obraz vypálit na CD pomocí libovolného vypalovacího programu (Nero, CDBurnerXP ) nebo vytvořit spouštěcí Flashdisk (pomocí programu Universal USB Installer. 4.2 Instalace Jelikož ClusterKnoppix je LiveCD, systém nejdříve naběhne z CD, instalovat ho budeme až přímo ze systému samotného.

9 Po startu systému neuvidíme nikde žádnou ikonu odkazující na instalaci, proto otevřeme příkazový řádek. Do něj napíšeme příkaz sudo knoppix-installer (bez uvozovek) a potvrdíme enterem. Přítomnost příkazu sudo je zde nutná, bez něho se instalátor nespustí. Sudo v tomto případě nebude vyžadovat žádné heslo. Následně se spustí dialogové okno. Zvolíme první možnost, tou je vytvoření nové konfigurace pro instalaci (položka Configure installation ). Nejdříve se zobrazí okno programu QTParted. V levém panelu zvolíme disk, který chceme editovat, a napravo se nám zobrazí jeho rozdělení. Pravým klikneme na text vypisující prázdný prostor na disku, a z kontextového menu vybereme položku Create. V dialogovém okně nastavíme velikost oddílu, souborový systém a potvrdíme (popisek můžeme nechat prázdný). U linuxu je nutné vytvořit alespoň dva oddíly, a to jeden primární pro instalaci (v kolonce souborového systému zvolíme ext3 ) a jeden oddíl jako odkládací prostor systému (v kolonce souborového systému zvolíme linux-swap ). Velikost oddílu pro instalaci je téměř libovolná (samozřejmě musíme splňovat minimální velikost pro instalaci), velikost swapu by se měla pohybovat mezi dvěma až čtyřmi gigabyty (více nemá smysl). Tento systém neumí nainstalovat domovskou složku /home na jiný oddíl, i tak je ale někdy dobré vytvořit další oddíl pro osobní data, která nebudou ovlivněna v případě smazání systému. Po dokončení rozdělení disku klikneme naoře v liště na tlačítko Commit (ikona s disketou) a systém zapíše změny na disk. Následně se opět objeví dialogové okno instalátoru, kde pokračujeme v nastavení. První zvolíme, do jakého oddílu se bude systém instalovat, dále zvolíme umístění zavaděče systému (vždy volíme položku mbr, jinak systém později nenaběhne). Dále postupně zvolíme jméno uživatele, heslo uživatele, heslo superuživatele (uživatele root), a název počítače. Poté se objeví opět hlavní okno instalátoru, kde vybereme položku instalace, a systém se zkopíruje na disk. Poté počítač restartujeme, vyndáme naše instalační médium, a při příštím startu se spustí nainstalovaný systém. 4.3 Konfigurace Tento systém je již postaven tak, aby byl ihned po instalaci schopen práce. Jediná konfigurace je zde konfigurace sítě. 1) Konfigurace síťového rozhraní: Zapneme příkazový řádek Zadáme příkaz cd / (bez uvozovek) Zadáme příkaz sudo kate etc/network/interfaces (pokud máte jiný oblíbený editor, lze ho využít, potom bude příkaz vypadat například takto: sudo joe etc/network/interfaces nebo sudo vi etc/network/interfaces Zadáme heslo administrátora Upravíme rozhraní dle potřeby: pokud dostáváme IP adresu automaticky od routeru či jiného síťového řadiče, bude text vypadat takto: Auto eth0 Iface eth0 inet dhcp

10 Pokud potřebujeme nakonfigurovat satickou adresu, bude obsah vypadat takto (místo X přijdou čísla vaší adresy, masky a výchozí brány): auto eth0 iface eth0 inet static address netmask gateway Soubor uložíme a zavřeme Ověříme obsah souboru jeho vypsáním, příkaz je cat etc/network/interfaces 2) Konfigurace jmenného serveru Pomocí kate (nebo jiného editoru) otevřeme soubor etc/resolv.conf Zadáme příkaz sudo kate etc/resolv.conf (pokud z nějakého důvodu již nejsme v hlavním adresáři root dáme nejdříve příkaz cd / ) Do souboru připíšeme řádek (místo X přijde IP adresa vašeho DNS serveru, nebo adresa routeru): Nameserver X.X.X.X Soubor uložíme a zavřeme Ověříme obsah souboru jeho vypsáním, příkaz je cat etc/resolv.conf

11 Obsah 1.1 Výpočetní stanice Potřebný hardware Počítače Komponenty Software Windows Linux Ostatní software Instalace Po startu systému Konfigurace sítě Konfigurace sítě na síťovém řadiči Rozhraní public Rozhraní private Konfigurace síťového řadiče Active directory DNS server DHCP server Active Directory vytvoření účtu Konfigurace prvního uzlu clusteru Rozhraní public Rozhraní private Cluster hlavní uzel Cluster ostatní uzly Příprava Instalace Konfigurace... 9