Классификация компьютеров
оставщиков систем высокой готовности.
Первой концепцию кластерной системы анонсировала компания DEC, определив
ее как группу объединенных между собой вычислительных машин, представляющих
собой единый узел обработки информации. По существу VAX-кластер
представляет собой слабосвязанную многомашинную систему с общей внешней
памятью, обеспечивающую единый механизм управления и администрирования. В
настоящее время на смену VAX-кластерам приходят UNIX-кластеры. При этом VAX-
кластеры предлагают проверенный набор решений, который устанавливает
критерии для оценки подобных систем.
VAX-кластер обладает следующими свойствами:
Разделение ресурсов. Компьютеры VAX в кластере могут разделять доступ к
общим дисковым накопителям. Все компьютеры VAX в кластере могут обращаться
к отдельным файлам данных как к локальным.
Высокая готовность. Если происходит отказ одного из VAX-компьютеров,
задания его пользователей автоматически могут быть перенесены на другой
компьютер кластера. Если в системе имеется несколько контроллеров внешних
накопителей и один из них отказывает, другие контроллеры автоматически
подхватывают его работу.
Высокая пропускная способность. Ряд прикладных систем могут пользоваться
возможностью параллельного выполнения заданий на нескольких компьютерах
кластера.
Удобство обслуживания системы. Общие базы данных могут обслуживаться с
единственного места. Прикладные программы могут инсталлироваться только
однажды на общих дисках кластера и разделяться между всеми компьютерами
кластера.
Расширяемость. Увеличение вычислительной мощности кластера достигается
подключением к нему дополнительных VAX-компьютеров. Дополнительные
накопители на магнитных дисках становятся доступными для всех компьютеров,
входящих в кластер.
Работа любой кластерной системы определяется двумя главными компонентами:
высокоскоростным механизмом связи процессоров между собой и системным
программным обеспечением, которое обеспечивает клиентам прозрачный доступ к
системному сервису.
В настоящее время широкое распространение получила также технология
параллельных баз данных. Эта технология позволяет множеству процессоров
разделять доступ к единственной базе данных. Распределение заданий по
множеству процессорных ресурсов и параллельное их выполнение позволяет
достичь более высокого уровня пропускной способности транзакций,
поддерживать большее число одновременно работающих пользователей и ускорить
выполнение сложных запросов. Существуют три различных типа архитектуры,
которые поддерживают параллельные базы данных:
. Симметричная многопроцессорная архитектура с общей памятью (Shared
Memory SMP Architecture). Эта архитектура поддерживает единую базу
данных, работающую на многопроцессорном сервере под управлением одной
операционной системы. Увеличение производительности таких систем
обеспечивается наращиванием числа процессоров, устройств оперативной и
внешней памяти.
. Архитектура с общими (разделяемыми) дисками (Shared Disk
Architecture). Это типичный случай построения кластерной системы. Эта
архитектура поддерживает единую базу данных при работе с несколькими
компьютерами, объединенными в кластер (обычно такие компьютеры
называются узлами кластера), каждый из которых работает под
управлением своей копии операционной системы. В таких системах все
узлы разделяют доступ к общим дискам, на которых собственно и
располагается единая база данных. Производительность таких систем
может увеличиваться как путем наращивания числа процессоров и объемов
оперативной памяти в каждом узле кластера, так и посредством
увеличения количества самих узлов.
. Архитектура без разделения ресурсов (Shared Nothing Architecture). Как
и в архитектуре с общими дисками, в этой архитектуре поддерживается
единый образ базы данных при работе с несколькими компьютерами,
работающими под управлением своих копий операционной системы. Однако в
этой архитектуре каждый узел системы имеет собственную оперативную
память и собственные диски, которые не разделяются между отдельными
узлами системы. Практически в таких системах разделяется только общий
коммуникационный канал между узлами системы. Производительность таких
систем может увеличиваться путем добавления процессоров, объемов
оперативной и внешней (дисковой) памяти в каждом узле, а также путем
наращивания количества таких узлов.
Таким образом, среда для работы параллельной базы данных обладает двумя
важными свойствами: высокой готовностью и высокой производительностью. В
случае кластерной организации несколько компьютеров или узлов кластера
работают с единой базой данных. В случае отказа одного из таких узлов,
оставшиеся узлы могут взять на себя задания, выполнявшиеся на отказавшем
узле, не останавливая общий процесс работы с базой данных. Поскольку
логически в каждом узле системы имеется образ базы данных, доступ к базе
данных будет обеспечиваться до тех пор, пока в системе имеется по крайней
мере один исправный узел. Производительность системы легко масштабируется,
т.е. добавление дополнительных процессоров, объемов оперативной и дисковой
памяти, и новых узлов в системе может выполняться в любое время, когда это
действительно требуется.
Параллельные базы данных находят широкое применение в системах обработки
транзакций в режиме on-line, системах поддержки принятия решений и часто
используются при работе с критически важными для работы предприятий и
организаций приложениями, которые эксплуатируются по 24 часа в сутки.
Заключение.
Что касается собственно содержания данных спецификаций, то оно в основном
уже было изложено выше. Те, кого данная тема особенно заинтересовала, могут
найти дополнительную информацию в Internet. Сейчас хотелось бы остановиться
на том, насколько быстрым и безболезненным будет внедрение указанных
спецификаций в жизнь. С одной стороны, все запланированное авторами сего
документа полезно и нужно, с другой... Непонятно, будут ли производители
материнских плат отказываться от ISA-слотов. Это возможно сделать, если бы
все производители плат расширения учитывали указания, содержащиеся в
спецификациях РС 98 и полностью отказались бы от карт для ISA. Однако
подобная продукция активно производилась в течение всего года и еще более
активно продавалась. В какой-то момент производители осознали, что
устройства для этой шины, мягко говоря, устарели, и решили как можно скорее
избавиться от старых запасов, снизив цены. То же самое сделали и крупнейшие
продавцы оборудования. В результате в ходе распродаж середины года можно
было, например, купить в Москве звуковую карту Sound Blaster 32 PNP фирмы
Creative Labs для шины ISA всего за $25. Во всем мире происходит абсолютно
то же самое. Карты для шины PCI, сравнимые с ней по возможностям, стоили от
$30 (за продукцию малоизвестных фирм) до $100 и более (за изделия того же
Creative и тому подобного). Это касается и внутренних модемов, и других
плат для ISA. Естественно, что, производя модернизацию компьютера, ни один
из "счастливцев", получивших по дешевке хорошую плату расширения, даже не
посмотрит на материнскую плату, удовлетворяющую спецификациям РС 99. С
новыми компьютерами все гораздо проще, однако следует учесть, что
достаточно большое количество старых плат расширения осталось и у
производителей техники. По вполне понятным причинам им придется избавляться
от них. А лучший способ сделать это: продать их в составе новых
компьютеров. Так что, по меньшей мере, часть компьютеров, продаваемых в
наступающем 1999 году, требованиям стандарта удовлетворять не будет.
Теперь разберемся с теми вычислительными системами, которые будут
соответствовать новому стандарту. Основной вопрос: из чего их делать? Нужны
комплектующие, также соответствующие спецификациям РС 99. Основная проблема
в данном случае - материнские платы. Пока все выпускаемые модели (даже те,
которые делаются самой Intel) укомплектованы ISA-слотами. Таким образом, ни
одна из существующих разработок не способна стать основой системы,
удовлетворяющей новому стандарту. На разработку и переориентацию
производства на выпуск новых моделей системных плат уйдет некоторое время,
так что реально ожидать появления компьютеров, отвечающих РС 99, можно лишь
к концу следующего года. У производителей техники brand name в связи с этим
меньше проблем, но и в этом случае стоит учитывать, что в разработку карт
для шины ISA ими вложены большие средства. Производители материнских плат
не станут отказываться от установки ISA-слотов: учитывая, что контроллер
ISA все равно придется оставить (LPC так и не стала стандартом), обойдется
она недорого, а пользователи ничего против иметь не будут.
Естественно, что с введением в нашей стране стандарта РС 99 возникнут те
же проблемы, что и во всем мире. Однако есть и свои особенности. Следует
учесть, что большинство российских производителей компьютеров собирают их
из готовых комплектующих, а не самостоятельно разрабатывают компоненты.
Собрать из имеющегося на нашем рынке полноценную машину, удовлетворяющую
спецификациям РС 98 (по крайней мере, основной их части) ныне легко.
Сделать то же самое, но ориентируясь на РС 99, абсолютно невозможно. Скорее
всего ситуация изменится нескоро: пока производители комплектующих
разработают новые модели продукции
| |  скачать работу |
Классификация компьютеров |
