Clústeres y tipos de nodo

Aprender cómo VergeOS organiza los servidores físicos en clústeres, comprender los distintos tipos de nodo (controlador, escalado horizontal, solo almacenamiento, solo cómputo) y cómo se escalan los sistemas.

¿Qué es un clúster?

Un clúster En VergeOS, un clúster es una agrupación lógica de nodos con las mismas características de hardware, que forma un grupo de recursos presentado como activos utilizables en la interfaz de usuario de VergeOS. Los clústeres permiten una gestión eficiente, escalado y alta disponibilidad para cargas de trabajo virtualizadas.

Todo sistema VergeOS comienza con al menos un clúster: los dos nodos controladores iniciales forman el primer clúster durante la instalación. A partir de ahí, puedes añadir nodos al clúster existente o crear clústeres adicionales con distintos roles y perfiles de hardware.

Por qué importan los clústeres

Los clústeres cumplen varios propósitos:

• Aislamiento de cómputo — Las cargas de trabajo de CPU, memoria y VM están vinculadas a un clúster específico. Las VM solo se ejecutan en nodos dentro de su clúster asignado (con conmutación por error opcional a otro clúster).
• Grupo de almacenamiento compartido — Los niveles de vSAN abarcan varios clústeres en un único grupo lógico de almacenamiento. Una unidad de almacenamiento en el Clúster 1 y una unidad de almacenamiento en el Clúster 2 pueden contribuir ambas al mismo nivel. Los nodos solo de cómputo acceden a este almacenamiento compartido a través del tejido principal.
• Optimización de hardware — Diferentes clústeres pueden tener distintos perfiles de hardware: nodos con mucha memoria para bases de datos, nodos equipados con GPU para renderizado, nodos con gran densidad de NVMe para cargas de trabajo intensivas en almacenamiento
• Escalado independiente — Añade capacidad de cómputo a un clúster sin afectar a los demás; el almacenamiento escala en todo el sistema

Tipos de clúster

VergeOS admite tres tipos de clúster distintos que pueden combinarse dentro de un mismo sistema:

Tipo de clúster	Proporciona	Participación en vSAN	Caso de uso típico
Combinado (HCI)	Cómputo + almacenamiento	Sí — los nodos aportan discos de almacenamiento a los niveles de vSAN	Cargas de trabajo de propósito general, implementaciones pequeñas y medianas
Solo almacenamiento	Solo almacenamiento	Sí — los nodos solo aportan almacenamiento	Expansión de almacenamiento dedicada en arquitecturas UCI
Solo cómputo	Solo cómputo	No — solo arranque o arranque PXE	Cargas de trabajo de alto cómputo (ML, renderizado, análisis de datos)

Ejemplos comunes de implementación:

Tipos de nodo

Todo servidor físico en un sistema VergeOS es un nodoLos nodos difieren en cómo se unen al sistema, qué función desempeñan y a qué clúster pertenecen. VergeOS define cuatro tipos de nodo:

Nodos controladores

Todo sistema VergeOS comienza con al menos dos nodos controladores. Se requiere un tercer nodo controlador para la redundancia N+2. Son especiales porque:

• Nodo 1 crea un sistema VergeOS nuevo desde cero. Inicializa vSAN, crea el primer clúster y ejecuta la configuración posterior a la instalación (configuración de red, creación de clústeres para tipos de nodo adicionales, etc.)
• Nodo 2 se une al sistema creado por el Nodo 1 como segundo controlador, proporcionando redundancia para todas las funciones de administración del sistema (N+1)
• Nodo 3 (opcional) — se puede añadir un tercer nodo controlador para la redundancia N+2, lo que permite que el sistema tolere dos fallos simultáneos de nodo

Los nodos controladores siempre pertenecen a Clúster 1. En una topología HCI, proporcionan tanto cómputo como almacenamiento. En una topología híbrida, normalmente proporcionan solo almacenamiento y administración — sin VM de producción — mientras que un clúster de cómputo separado se encarga de todas las cargas de trabajo. En una topología UCI completa, administran el sistema pero delegan el almacenamiento y el cómputo a clústeres dedicados.

El primer clúster debe incluir al menos dos nodos con almacenamiento de Tier 0 (unidades de metadatos) — este es un requisito estricto porque Tier 0 contiene el índice del sistema de archivos de vSAN y debe ser redundante.

Nodos de escalado horizontal

Los nodos de escalado horizontal amplían un clúster HCI existente añadiendo más capacidad de cómputo y almacenamiento. Características clave:

• Hardware idéntico al de los nodos controladores del clúster al que se unen (misma generación de CPU, diseño de almacenamiento similar, configuración de NIC coincidente)
• Instálalo mediante USB y selecciona el tipo de nodo de escalado horizontal. El instalador detecta automáticamente el tejido principal y, después, el operador se autentica con credenciales de administrador. Si existen varios clústeres, el operador también selecciona el clúster de destino y un nodo de referencia contra el que comparar el hardware
• Los discos se incorporan automáticamente a los niveles de vSAN existentes
• Aportan tanto cómputo (ejecutan VM) como almacenamiento (participación en vSAN)

Los nodos de escalado horizontal son la forma más sencilla de hacer crecer una implementación HCI — añade un nodo y la capacidad de cómputo y almacenamiento del clúster aumenta proporcionalmente.

Nodos solo de almacenamiento

Los nodos solo de almacenamiento se dedican exclusivamente a ampliar la capacidad de vSAN. Ellos:

• Aportan discos a los niveles de vSAN pero no no ejecutan cargas de trabajo de VM
• Pertenecen a un clúster solo de almacenamiento (p. ej., Clúster 2)
• Requieren crear el clúster de almacenamiento en la interfaz de usuario de VergeOS antes de añadir el primer nodo de almacenamiento
• Se usan en arquitecturas UCI donde el almacenamiento y el cómputo escalan de forma independiente

Nodos solo de cómputo

Los nodos solo de cómputo proporcionan capacidad de procesamiento sin participar en el almacenamiento vSAN. Ellos:

• Ejecutan cargas de trabajo de VM pero no tienen almacenamiento local de vSAN (disco solo de arranque o arranque PXE)
• Pertenecen a un clúster solo de cómputo (p. ej., Clúster 3)
• Requieren crear el clúster de cómputo en la interfaz de usuario de VergeOS antes de añadir el primer nodo de cómputo
• Acceden al almacenamiento a través del tejido principal desde nodos en clústeres HCI o solo de almacenamiento

Los nodos solo de cómputo son ideales para cargas de trabajo que necesitan alta densidad de CPU/RAM/GPU sin un crecimiento proporcional del almacenamiento: aprendizaje automático, renderizado, análisis de datos o VDI.

Resumen de tipos de nodo

Tipo de nodo	Rol	Clúster	vSAN	Ejecuta VM	Método de unión
Controlador (Nodo 1)	Crea un sistema nuevo	Clúster 1	Sí (Tier 0 + niveles de carga de trabajo)	Sí (HCI) o No (UCI)	Creación de nuevo sistema
Controlador (Nodo 2)	Se une como controlador redundante	Clúster 1	Sí (Tier 0 + niveles de carga de trabajo)	Sí (HCI) o No (UCI)	Se une al Clúster 1
Escalado horizontal	Añade capacidad HCI	Clúster 1	Sí (niveles de carga de trabajo)	Sí	Detección automática en el tejido principal
Solo almacenamiento	Expansión de almacenamiento dedicada	Clúster 2+	Sí (niveles de carga de trabajo)	No	Se une al clúster de almacenamiento designado
Solo cómputo	Expansión de cómputo dedicada	Clúster 2+	No (solo arranque / PXE)	Sí	Se une al clúster de cómputo designado

¿Vienes de VMware o Nutanix?

Ninguna de las dos plataformas tiene un concepto nativo de miembros solo de almacenamiento o solo de cómputo dentro de un único clúster. VergeOS sí lo tiene, y te permite clasificar los clústeres para un escalado independiente.

Los clústeres de VMware y Nutanix son uniformes; los clústeres de VergeOS pueden ser HCI, solo de almacenamiento o solo de cómputo, y un sistema puede mezclar varios clústeres tipificados.

Rol de nodo de VergeOS	Análogo más cercano en VMware vSphere	Análogo más cercano en Nutanix
Controlador	Host ESXi + servicios de vCenter (sin dispositivo separado)	Primer nodo de un clúster; los controladores de VergeOS se ejecutan sobre metal desnudo, no en una CVM
Escalado horizontal	Host ESXi adicional que se une a un clúster vSAN	Nodo adicional que se une a un clúster Nutanix
Solo almacenamiento	Sin equivalente nativo (el witness de vSAN es lo más cercano)	Sin equivalente — cada nodo de Nutanix ejecuta una CVM y participa en el cómputo
Solo cómputo	Host ESXi sin vSAN local, que monta almacenamiento externo (aquí, vSAN sobre el tejido principal)	Sin equivalente directo

Cómo se unen los nodos a un sistema

El proceso de unión de nodos sigue una secuencia estricta para evitar condiciones de carrera:

Reglas clave para la unión de nodos:

1. El Nodo 1 debe completar la instalación antes de que el Nodo 2 pueda unirse — el Nodo 2 necesita un sistema existente al que conectarse
2. Los nodos se unen secuencialmente dentro de un clúster — el Nodo 3 después del Nodo 2, el Nodo 4 después del Nodo 3, etc. — para evitar condiciones de carrera durante los cambios de pertenencia al clúster
3. Los clústeres de almacenamiento deben existir antes de que los nodos de almacenamiento puedan unirse — crea primero el clúster en la interfaz de usuario de VergeOS
4. Los clústeres de cómputo deben existir antes de que los nodos de cómputo puedan unirse — mismo requisito previo
5. Si se implementan tanto clústeres de almacenamiento como de cómputo, los nodos de almacenamiento deben añadirse primero para que los nodos de cómputo puedan acceder inmediatamente al almacenamiento vSAN

Numeración y nomenclatura de clústeres

Los clústeres se numeran comenzando desde 1, pero el nombre es libre — puedes llamar a un clúster como quieras y renombrarlo en cualquier momento en la interfaz de usuario de VergeOS. Los nombres de abajo son solo convenciones comunes, no valores obligatorios:

Número de clúster	Rol predeterminado	Nombre típico
Clúster 1	HCI (controladores + escalado horizontal opcional)	"HCI", "Predeterminado" o "Controladores"
Clúster 2	Solo almacenamiento (si UCI) o solo cómputo (si híbrido)	"Almacenamiento" o "Cómputo"
Clúster 3	Solo cómputo (en UCI completa con 3 clústeres)	"Cómputo"

En una implementación UCI completa con 3 clústeres:

• Clúster 1: Controladores (administración del sistema, metadatos de Tier 0)
• Clúster 2: Nodos de almacenamiento (todo el almacenamiento de carga de trabajo vSAN)
• Clúster 3: Nodos de cómputo (toda la ejecución de VM)

Requisitos mínimos y alta disponibilidad

Requisito	Detalle
Nodos mínimos por sistema	2 (un par de controladores)
Nodos mínimos por clúster	2 (para redundancia durante mantenimiento o fallo)
Nodos controladores	Mínimo 2 por sistema (N+1 por defecto); se requieren 3 para redundancia N+2 — deben tener almacenamiento Tier 0 para los metadatos de vSAN
Comportamiento de alta disponibilidad	Si un nodo falla, sus cargas de trabajo migran al o los nodos supervivientes en el mismo clúster
Modo de mantenimiento	Los nodos pueden ponerse en modo de mantenimiento; las cargas de trabajo se migran en vivo a otros nodos del clúster antes de que comience el mantenimiento

Escalado

Los sistemas VergeOS escalan desde un clúster HCI mínimo de 2 nodos hasta implementaciones de varios clústeres. Todos los nodos deben compartir el mismo tejido de conmutación con cero saltos de switch entre ellos (objetivo de latencia inferior a 0,05 ms). Un solo rack es la forma más sencilla de cumplir este requisito. Las implementaciones de varios racks son posibles, pero cada tejido principal debe seguir terminando en un único switch: usa cables más largos de vuelta al mismo par de switches del tejido en lugar de extender el tejido entre switches (MLAG/stacking es para la red externa, no para el tejido principal). La estrategia de escalado depende de tu arquitectura:

Escalado HCI (simple)

Añade nodos de escalado horizontal al Clúster 1. Cada nodo añade proporcionalmente cómputo y almacenamiento.

Ideal para: Crecimiento equilibrado en el que las necesidades de cómputo y almacenamiento aumentan juntas.

Escalado UCI (independiente)

Añade nodos a clústeres específicos según qué recurso sea el cuello de botella:

• ¿Necesitas más almacenamiento? Añade nodos al clúster de almacenamiento
• ¿Necesitas más cómputo? Añade nodos al clúster de cómputo
• ¿Necesitas más de ambos? Añade a ambos clústeres de forma independiente

Ideal para: Cargas de trabajo con demandas de recursos desequilibradas (p. ej., mucho almacenamiento con poco cómputo, o cómputo denso en GPU con almacenamiento modesto).

Buenas prácticas para el escalado

• Consistencia de hardware dentro de los clústeres — Usa las mismas especificaciones de hardware para todos los nodos de un clúster. Mezclar hardware diferente dentro de un clúster puede causar problemas de rendimiento y fiabilidad.
• Planifica la redundancia N+1 — Dimensiona cada clúster para que, al perder un nodo, siga habiendo capacidad suficiente para todas las cargas de trabajo
• Supervisa antes de escalar — Usa las métricas del panel de VergeOS (utilización de CPU, uso de RAM, capacidad de vSAN) para identificar qué recurso necesita expansión
• Escala sin tiempo de inactividad — Se pueden añadir nodos a un sistema en ejecución sin interrumpir las cargas de trabajo existentes

Ejemplos de topologías de implementación

Topologías comunes que se ajustan a patrones de implementación del mundo real:

Topología	Nodos	Clústeres	Cuándo usar
HCI de 2 nodos	2 controladores	1 (HCI)	Sitios pequeños, edge, PoC, evaluación básica
HCI + escalado horizontal	2 controladores + N de escalado horizontal	1 (HCI)	Implementaciones HCI en crecimiento que necesitan un escalado equilibrado
Híbrido (2 clústeres)	2 controladores + N de cómputo	2 (Almacenamiento + Cómputo)	Cargas de trabajo intensivas en cómputo con almacenamiento modesto
UCI (3 clústeres)	2 controladores + N de almacenamiento + M de cómputo	3 (Controlador + Almacenamiento + Cómputo)	Escalado independiente de cómputo y almacenamiento
UCI + GPU (4 clústeres)	2 controladores + N de almacenamiento + M de cómputo + G de GPU	4 (Controlador + Almacenamiento + Cómputo + GPU)	IA/ML, renderizado o VDI con nodos GPU dedicados

Puntos clave

Concepto	Resumen
Clúster	Agrupación lógica de nodos con el mismo hardware, formando un grupo de recursos
Tres tipos de clúster	HCI (cómputo + almacenamiento), solo almacenamiento, solo cómputo — combinables dentro de un mismo sistema
Cuatro tipos de nodos	Controlador, escalado horizontal, solo almacenamiento, solo cómputo — cada uno con un rol y un método de unión específicos
Mínimo 2 nodos	Por clúster para redundancia; los controladores requieren almacenamiento de nivel 0
Unión secuencial	Los nodos se unen uno a la vez para evitar condiciones de carrera
Consistencia de hardware	Todos los nodos de un clúster deben tener especificaciones de hardware coincidentes
Escalado independiente	La arquitectura UCI permite agregar capacidad de cómputo o almacenamiento de forma independiente
Escalado	Los sistemas escalan desde HCI de 2 nodos hasta implementaciones multiclúster dentro de un único plano de conmutación

Siguientes pasos

Ahora entiendes cómo VergeOS organiza los nodos en clústeres y cómo los distintos tipos de nodos cumplen funciones diferentes. En el laboratorio práctico, explorarás estos conceptos usando el entorno de prueba de Terraform: Laboratorio: Exploración de la arquitectura →