Объединение серверів в кластери

Объединение серверів в кластеры

Кластер — це група комп’ютерів, які працюють разом і вони становлять єдиний уніфікований обчислювальний ресурс. Хоча кластер і складається з безлічі машин, операційними системами і додатків, користувачі «бачать» його як одну систему. Об'єднання на кластери дозволяє створювати високопродуктивні і надійні системи з допомогою стандартних структурних компонентов.

Возникновение кластерів зумовлювалося зростанням популярності Інтернету — стандартні серверні процесори і системи, розраховані обробку великих обсягів даних, почали використовуватися обслуговування зовнішніх додатків (хоча кожна система, зазвичай, скеровувалась окремо, мала власну операційну систему і прикладне ПО), що забезпечувало вищу надежность.

Разработка кластерных версій основних додатків рівня підприємства (як-от Oracle 9i з Real Application Clusters (RAC)) і компонентного програмного забезпечення (такого як віртуальна машина Java J2EE), дозволяють розподіляти ПО між кількома серверами, сприяла підвищенню інтенсивності використання кластерів лише на рівні предприятия.

В результаті кластери з урахуванням процесорів Intel почали витісняти мейнфреймы і великі многопроцессорные сервери як засіб обслуговування внутрішніх додатків завдяки ефективнішого співвідношенню «ціна — якість», і навіть найкращим показниками масштабируемости і готовности.

Для корпорації Intel це, що процесори з урахуванням архітектури Intel будуть дедалі ширше використовуватися обслуговування додатків у обчислювальних центрах, щодо останнього часу залишалося прерогативою мейнфреймов і великих багатопроцесорних RISC-серверов.

Объединение в кластери починає вчитися у сфері високопродуктивних обчислень. Високошвидкісні межкомпонентные з'єднання перетворені на поєднані із двухпроцессорными системами, з прекрасними показниками продуктивності при виконанні операцій із цілими числами і плаваючою коми, дають можливість створення великих кластерів на вирішення завдань, як моделювання катастроф, обчислення у сфері гидроаэродинамики і фінансовий моделювання. Ряд комерційних і наукових організацій (як-от CERN і TeraGrid) вже використовують кластери з двухпроцессорных серверів з урахуванням процесора Intel Itanium 2 вирішення завдань, потребують високої производительности.

Следующий етап розвитку високопродуктивних обчислень — звані матричні обчислення. Ця технологія дозволяє об'єднувати вільні ресурси процесора і пристроїв зберігання даних, і використовувати їх спільно у глобальній мережі серверів, забезпечуючи розподілену паралельну обробку данных.

Объединение в кластери — шлях у обчислювальні центры

Технология об'єднання на кластери застосовується вже зібрано понад 20 років. Традиційно вона використовувалася задля забезпечення надійності, готовності, зручності в обслуговуванні, експлуатації і потребу керувати — з допомогою таких функцій, як гаряче резервування і переключення у відмові. Хоча цей технологія й дозволяла підвищити надійність і готовність малих систем рівня великих систем, весь потенціал продуктивності таких кластерів через обмеження програмного забезпечення реалізувати таки було невозможно.

Особенно популярно об'єднання в кластери тих серверів, які обслуговують зовнішні докладання (web-серверы, міжмережеві захисні екрани і прокси-серверы), а останнім часом — і серверів середній рівень (обслуговуючих докладання для бізнесу). Наукові організації - наприклад, CERN (Європейський центр ядерних досліджень), який переводить великий кластер робочих станцій з урахуванням процесорів Intel Xeon на процесори Intel Itanium, віддавна використовує кластери до виконання найскладніших наукових расчетов.

Новая ж тенденція у тому, завдяки ефективному співвідношенню «ціна — продуктивність» систем з урахуванням процесорів сімейств Intel Xeon і Intel Itanium комерційних підприємств починають змінювати великі компьютеры-мейнфреймы і великі єдині многопроцессорные системи, обслуговуючі корпоративні бази даних, на кластери з високопродуктивних комп’ютерів з урахуванням процесорів Intel. Поширенню технології об'єднання кластери серед внутрішніх обчислень сприяє застосування таких додатків, як Oracle 9i з Real Application Clusters, оптимізовані під архітектуру Intel.

Объединение серверів в кластери має такі преимущества:

стоимость — сервери з урахуванням архітектури Intel, що стала галузевим стандартом, пропонують краще співвідношення «ціна — продуктивність» проти серверами з урахуванням архітектури RISC і мейнфреймами;

готовность — кластери немає єдиної «точки виходу з експлуатації», в такий спосіб, поломка будь-якого серверу або його компонента не призведе до припинення обслуговування кінцевого пользователя;

масштабируемость — багато сучасних кластери побудовано з урахуванням стандартних структурних компонентів, розрахованих на обробку великих обсягів даних, що робить нарощування ресурсів за необхідності порівняно простою й економічно эффективным.

Объединение серверів в кластери є ключовою областю застосування архітектури Intel і прекрасним прикладом того, як продукція в обробці великих обсягів даних, джерело якої в галузевих стандартах (наприклад, процесорах сімейств Intel Xeon і Intel Itanium), може у серце рішень найскладніших обчислювальних проблем.

Типы об'єднання кластери для внутрішніх приложений

Существует дві моделі об'єднання на кластери, кожна з яких має переваги та недостатки.

«С спільним використанням диска» — все сервери в кластері використовують одне пристрій (масив) зберігання даних. Перевага цієї моделі залежить від можливості перемикання у відмові, бо всі сервери використовують однакові дані; недолік у тому, що, наприклад, з обслуговування великий бази даних обміну інформацією між комп’ютерами в кластері (тоді, як вони «оновлюють» одне одного) може негативно спричинити продуктивність. Усунути цю недолік дозволяє використання таких інструментальних коштів, як Oracle Cache Fusion, яке входить до складу Oracle 9i RAC.

«Без спільного використання» — все сервери абсолютно незалежні друг від одного й самі управляють своїми периферійними пристроями. Що стосується збою дані перерозподіляються інші сервери. Ця модель дає широкі змогу масштабирования і передбачає мінімум «службового» трафіку між серверами, але до того ж час може накладати певні обмеження на пристрій бази данных.

Корпорация Intel і майбутнє технології об'єднання на кластеры В одному зі звітів компанії Meta Group говориться: «Протягом п’яти організації, пов’язані з інформаційними технологіями, дедалі більше будуть використовувати рішення управління базами даних з урахуванням кластерных архітектур, прагнучи знизити вартість інфраструктури підвищити рівень доступності приложений».

Руководители відділів інформаційних технологій дедалі більше будуть ставити запитання: «Чому ми об'єднуємо наші системи в кластери?» Перевага вартості вже нині занадто привабливо, що його ігнорувати. З урахуванням же те, що все найбільші розробники баз даних вже створюють версії свого програмного забезпечення для процесорів сімейства Intel Itanium, показники продуктивності стануть ще більше високими. З іншого боку, такі нові технології виводу-введення-висновку, як Infiniband, будуть також сприяти збільшення швидкості межузлового обміну даними всередині кластеров.

Список литературы

Для підготовки даної праці були використані матеріали із російського сайту internet.