Кластери та кластеризація, КомпьютерПресс
Бурхливий розвиток інформаційних технологій, зростання оброблюваних і переданих даних і в той же час підвищення вимог до надійності, ступеня готовності, відмовостійкості і масштабованості змушують по-новому поглянути на вже далеко не молоду технологію кластеризації. Ця технологія дозволяє створювати досить гнучкі системи, які будуть відповідати всім перерахованим вище вимогам. Було б не вірно думати, що установка кластера вирішить абсолютно всі проблеми. Але досягти вражаючих результатів від кластеризації цілком реально. Потрібно тільки чітко уявляти собі, що це таке, у чому найбільш істотні відмінності їх окремих різновидів, а також знати переваги тих чи інших систем - з точки зору ефективності застосування їх у вашій справі.
Отже, спробуємо розставити всі крапки над «i». На сьогоднішній день не існує будь-якого чіткого визначення кластера. Більш того, немає жодного стандарту, чітко регламентує кластер. Однак не варто впадати у відчай, адже сама суть кластеризації не має на увазі відповідність якому-небудь стандарту. Єдине, що визначає, що кластер - це кластер, так це набір вимог, що пред'являються до таких систем. Перерахуємо ці вимоги (чотири правила):
l доступність функції (готовність);
l обчислювальна потужність.
Виходячи з цього сформулюємо визначення кластера. Кластер - це система довільних пристроїв (сервери, дискові накопичувачі, системи зберігання та ін.), Що забезпечують відмовостійкість на рівні 99,999%, а також задовольняє «чотирьом правилам». Для прикладу: серверний кластер - це група серверів (зазвичай званих вузлами кластера), з'єднаних і сконфигурированних таким чином, щоб надавати користувачеві доступ до кластеру як до єдиного цілісного ресурсу.
відмовостійкість
Безсумнівно, основною характеристикою в кластері є відмовостійкість. Це підтверджує і опитування користувачів: 95% опитаних відповіли, що в кластерах їм необхідні надійність і відмовостійкість. Однак не слід змішувати ці два поняття. Під отказоустойчивостью розуміється доступність тих чи інших функцій у разі збою, іншими словами, це резервування функцій і розподіл навантаження. А під надійністю розуміється набір засобів забезпечення захисту від збоїв. Такі вимоги до надійності і відмовостійкості кластерних систем обумовлені специфікою їх використання. Наведемо невеликий приклад. Кластер обслуговує систему електронних платежів, тому якщо клієнт в якийсь момент залишиться без обслуговування для компанії-оператора, це йому буде дорого коштувати. Іншими словами, система повинна працювати в безперервному режимі 24 години на добу і сім днів на тиждень (7Ѕ24). При цьому відмовостійкості в 99% явно не достатньо, так як це означає, що майже чотири дні в році інформаційна система підприємства або оператора буде непрацездатною. Це може здатися не таким вже й великим терміном, з огляду на профілактичні роботи і технічне обслуговування системи. Але сьогоднішнього клієнту абсолютно байдужі причини, за якими система не працює. Йому потрібні послуги. Отже, прийнятною цифрою для відмовостійкості стає 99,999%, що еквівалентно 5 хвилинах на рік. Таких показників дозволяє досягти сама архітектура кластера. Наведемо приклад серверного кластера: кожен сервер в кластері залишається відносно незалежною, тобто його можна зупинити і вимкнути (наприклад, для проведення профілактичних робіт або установки додаткового обладнання), не порушуючи працездатність кластера в цілому. Тісна взаємодія серверів, що утворюють кластер (вузлів кластера), гарантує максимальну продуктивність і мінімальний час простою додатків за рахунок того, що:
l в разі збою програмного забезпечення на одному вузлі додаток продовжує функціонувати (або автоматично перезапускається) на інших вузлах кластера;
l збій або відмова вузла (або вузлів) кластера по будь-якої причини (включно з помилками персоналу) не означає виходу з ладу кластера в цілому;
l профілактичні та ремонтні роботи, реконфігурацію і зміну версій програмного забезпечення в більшості випадків можна здійснювати на вузлах кластера по черзі, не перериваючи роботу додатків на інших вузлах кластера.
Можливі простої, які не в змозі запобігти звичайні системи, в кластері обертаються або деяким зниженням продуктивності (якщо вузли вимикаються з роботи), або істотним скороченням (додатки недоступні тільки на короткий проміжок часу, необхідний для перемикання на інший вузол), що дозволяє забезпечити рівень готовності в 99,99%.
масштабованість
Висока вартість кластерних систем обумовлена їх складністю. Тому масштабованість кластера досить актуальна. Адже комп'ютери, продуктивність яких задовольняє сьогоднішні вимоги, не обов'язково буде задовольняти їх і в майбутньому. Практично при будь-якому ресурсі в системі рано чи пізно доводиться стикатися з проблемою продуктивності. У цьому випадку можливі два варіанти масштабування: горизонтальний і вертикальний. Більшість комп'ютерних систем допускають кілька способів підвищення їх продуктивності: додавання пам'яті, збільшення числа процесорів в багатопроцесорних системах або додавання нових адаптерів або дисків. Таке масштабування називається вертикальним і дозволяє тимчасово поліпшити продуктивність системи. Однак в системі буде встановлено максимальне підтримуване кількість пам'яті, процесорів або дисків, системні ресурси будуть вичерпані. І користувач зіткнеться з тією ж проблемою поліпшення характеристик комп'ютерної системи, що і раніше.
Горизонтальне масштабування надає можливість додавати в систему додаткові комп'ютери і розподіляти роботу між ними. Таким чином, продуктивність нової системи в цілому виходить за межі попередньої. Природним обмеженням такої системи буде програмне забезпечення, які ви вирішите на ній запускати. Найпростішим прикладом використання такої системи є розподіл різних додатків між різними компонентами системи. Наприклад, ви можете перемістити ваші офісні додатки на один кластерний вузол додатки для Web на інший, корпоративні бази даних - на третій. Однак тут виникає питання взаємодії цих додатків між собою. І в цьому випадку масштабованість зазвичай обмежується даними, що використовуються в додатках. Різні програми, які вимагають доступ до одних і тих же даних, необхідний спосіб, що забезпечує доступ до даних з різних вузлів такої системи. Рішенням в цьому випадку стають технології, які, власне, і роблять кластер кластером, а не системою з'єднаних разом машин. При цьому, природно, залишається можливість вертикального масштабування кластерної системи. Таким чином, за рахунок вертикального і горизонтального масштабування кластерна модель забезпечує серйозний захист інвестицій споживачів.
Як варіант горизонтального масштабування варто також відзначити використання групи комп'ютерів, з'єднаних через комутатор, що розподіляє навантаження (технологія Load Balancing). Про це досить популярному варіанті ми детально розповімо в наступній статті. Тут ми лише відзначимо невисоку вартість такого рішення, в основному складову з ціни комутатора (6 тис. Дол. І вище - в залежності від функціонального оснащення) і хост-адаптер (порядку декількох сотень доларів за кожен; хоча, звичайно, можна використовувати і звичайні мережеві карти). Такі рішення знаходять основне застосування на Web-вузлах з високим трафіком, де один сервер не справляється з обробкою всіх запитів, що надходять. Можливість розподілу навантаження між серверними вузлами такої системи дозволяє створювати на багатьох серверах єдиний Web-вузол.
Beowulf, або Обчислювальна потужність
Міні-кластер від Dell і Compaq
Крім комутаторної рішення для побудови кластера існує ще цілий ряд рішень - як апаратних, так і програмних. Деякі рішення є комплексними і поставляються «As is» - «все в одній коробці». Останній варіант - назвемо його «кластер в коробці» - також є досить популярним рішенням, оскільки розрахований на масовий ринок і є кластером початкового рівня (по продуктивності і параметрам масштабування). Однак побудова таких систем, взаємозв'язок внутрішніх компонентів, надійність і відмовостійкість повністю відповідають «великим» системам. Для того щоб розібратися, як влаштований кластер, розглянемо дві схожі системи виробництва - Compaq і Dell. Кластери від цих відомих гравців комп'ютерного ринку побудовані з двох серверів DELL - PowerEdge 6100 або PowerEdge 4200 і, в свою чергу, Compaq - Proliant 1850R. Як програмне забезпечення використовується Microsoft Cluster Server (Compaq, Dell) або Novell High-Availability Services for NetWare 4.0 / Clustering Services for NetWare 5.0 (Compaq). Програмне забезпечення дозволяє настроїти два сервера таким чином, що, якщо в одному з серверів кластера відбувається збій, виконувана їм робота і додатки будуть відразу ж автоматично перенесені на інший сервер, що дозволяє усунути простої. Обидва сервера кластера надають свої ресурси для виконання виробничої роботи, тому жоден з них не простоює даремно в очікуванні, поки інший не вийде з ладу.
Представлена на малюнку конфігурація є типовим кластером з реалізацією принципу безвідмовності, що забезпечує високу ступінь працездатності і дублювання компонентів на системному рівні. Зв'язок між двома серверами здійснюється по так званому пульсуючому з'єднанню (Heartbeat) виділеної ділянки локальної мережі. При виникненні збою на основному сервері другий сервер, що стежить за надходять по пульсуючому з'єднанню повідомленнями, дізнається про відключення основного сервера і перекладає на себе робоче навантаження, виконувалася вийшла з ладу машиною. У число виконуваних функцій входить запуск прикладних програм, процесів і обслуговування, необхідних для відповіді на запити клієнтів на надання доступу до вийшов з ладу сервера. Хоча кожен з серверів кластера повинен мати всі ресурси, необхідні для покладання на себе функцій іншого сервера, основні виконувані обов'язки можуть бути абсолютно різними. Вторинний сервер, що входить в кластер з реалізацією принципу безвідмовності, відповідає вимозі надання можливості «гарячого» резервування, але крім цього він може виконувати і свої власні додатки. Однак, незважаючи на масове дублювання ресурсів, у такого кластера є «вузьке» місце (bottle neck) - інтерфейс шини SCSI і розділяється системи зовнішньої пам'яті, вихід яких з ладу тягне за собою збій кластера. Хоча, за твердженнями виробників, ймовірність цього дуже мала.
Такі міні-кластери насамперед розраховані на автономну роботу без постійного контролю та адміністрування. Як приклад використання можна привести рішення для віддалених офісів великих компаній для забезпечення високої готовності (7Ѕ24) найбільш відповідальних додатків (баз даних, поштових систем і т.д.). З урахуванням підвищення попиту на потужні і в той же час відмовостійкі системи початкового рівня ринок для цих кластерів виглядає досить сприятливим. Єдине «але» в тому, що не кожен потенційний споживач кластерних систем готовий викласти за двухсерверную систему близько 20 тис. Дол.
Сухий залишок
Зовсім недавно компанія Cougar представила нову серію блоків живлення для традиційних ПК - VTX, орієнтовану на користувачів з обмеженим бюджетом. У цьому огляді буде розглянута модель Cougar VTX600, яка завдяки своїм характеристикам буде однією з найбільш затребуваних в цій лінійці блоків живлення
На щорічному заході Capsaicin SIGGRAPH в Лос-Анджелесі компанія AMD зміцнила свої позиції на ринку ПК класу high-end з новими процесорами Ryzen Threadripper і GPU «Vega»
Для простого і зручного побудови мереж рядовими користувачами компанія ZyXEL випустила чергову версію свого Інтернет-центру для підключення до мереж 3G / 4G через USB-модем з точкою доступу Wi-Fi - ZyXEL Keenetic 4G III, який ми і розглянемо в цьому огляді
До своєї і так великій родині роутерів і маршрутизаторів фірма ASUS недавно додала дві вельми цікаві моделі: флагманську 4G-AC55U і більш просту 4G-N12. У даній статті буде розглянута флагманська модель ASUS 4G-AC55U
Молода, але амбіційна компанія KREZ на початку цього року випустила нову, оригінальну модель ноутбука KREZ Ninja (модель TM1102B32) під керуванням Windows 10. Оскільки цей комп'ютер має поворотний екран, він може служити універсальним рішенням - його можна з успіхом використовувати і для роботи, і для навчання, і для ігор
Якщо ви часто друкуєте фотографії та вже втомилися міняти картриджі в своєму принтері, зверніть увагу на МФУ Epson L850. Великий ресурс витратних матеріалів, чудова якість відбитків, найширший набір функціональних можливостей - ось лише деякі з переваг даної моделі