Серверный кластер - это группа суперсерверов, связанных на уровне операционной системы, которая способна воспринимать все их элементы - процессоры, память и так далее - как единое целое. К преимуществам таких структур можно отнести высокий коэффициент готовности сетевой информации, отказоустойчивость, дублирование данных и даже повышение вычислительной мощности. Выпуск средств кластеризации с такими операционными системами, как Windows NT, уже начат, но на воплощение всех возможностей, заложенных в серверные кластеры на базе ПК, разработчикам понадобится еще несколько лет.
Технология кластеризации серверов не нова. Пионером в этой области стала корпорация Digital Equipment, которая в 1984 г. создала операционную среду Open-VMS Clusters для VMS-платформ. Корпорация Data General с 1994 г. выпускает собственную операционную систему DG/UX для среды Unix, предустанавливая ее на своих аппаратных средствах, отличающихся высоким уровнем дублирования и масштабирования. Объединение в кластеры персональных компьютеров, подобно кластеризации мэйнфреймов и мини-компьютеров, требует применения выделенных высокоскоростных ЛВС или FDDI-каналов связи между серверами, что позволяет свести к минимуму запаздывание при обмене очень большими объемами данных.
Технологией кластеризации на платформе Windows NT Server занимаются корпорации Digital и Microsoft, а также ряд других компаний, объединенных рамками проекта Wolfpack. Первым результатом стал недавно поступивший в продажу комплект Digital Cluster for Windows NT. Однако в этом проекте основное внимание сосредоточено на обеспечении высокого коэффициента готовности данных, а не на повышении масштабируемости системы. Другие производители аппаратных средств повышенной готовности, в том числе фирма Tandem Computers и корпорация Amdahi, только недавно приступили к разработке систем кластеризации для среды NT.
Практически все типы серверных кластеров должны обеспечивать отказоустойчивость и системное резервирование. Этим требованиям отвечают такие продукты, как Standby Server корпорации Vinca и Octopus for Windows NT with Automatic Switchover фирмы Octopus Technologies.
Существующим и разрабатываемым средствам кластеризации сегодня не хватает возможностей точной балансировки загрузки, которые могут стать гордостью серверных кластеров. Постепенное внедрение этой функции ожидается в течение ближайших лет. Примерно в эти же сроки будет проведено и внедрение технологий CCNUMA (Cache Coherent Nonuniform Memory Access - когерентный разнородный доступ к памяти с кэшированием) и SCI (Scalable Coherent Interface - масштабируемый когерентный интерфейс), предназначенных для упрощения кластеризации серверов.
CCNUMA представляет собой архитектуру симметричной многопроцессорной системы, обеспечивающую прикладному ПО единый доступ к ресурсам памяти и процессоров в кластере из нескольких многопроцессорных серверов. В ней находят применение технологии интеллектуального управления памятью и оптимизации распределения рабочей нагрузки среди неограниченного количества процессоров.
К сожалению, эта квазинейронная технология потребует внесения коренных изменений в основные существующие сетевые операционные системы для ПК: Windows NT, NetWare и OS/2 Warp Server. Здесь придется подстраивать программное обеспечение под требования аппаратных средств, и первой на этот путь вышла Intel. В июле корпорация приступила к выпуску системной платы на четыре процессора Pentium Pro, в которой уже воплощены некоторые элементы CCNUMA и SCI.
Протокол взаимодействия систем SCI определяет методы связи как между процессорами, так и между объединенными в кластер серверами. Он позволяет передавать информацию по кабелю на расстояния, измеряемые километрами, со скоростью до 1 Гб/с. По сравнению с ним технология Fast Ethernet, обеспечивающая пересылку 100 Мбит данных в секунду внутри здания, выглядит пигмеем. Производительность шины SCI позволяет переводить потоки многопоточного процесса на разнесенные серверные кластеры, которые могут охватывать не только одно здание, но и территорию целого города.
Конечно, создание идеальной среды серверных кластеров потребует некоторого времени, но ее элементы уже начинают появляться. Корпорация Intel предлагает поставщикам оборудования (OEM) системную плату с поддержкой
CCNUMA, а фирма Dolphin (Уэстлейк, шт. Калифорния) разрабатывает PCI-адаптеры, которые способны работать с SCI и выполнять роль кластерных мостов, связывающих воедино все серверные ресурсы.
Когда появятся необходимые аппаратные средства, разработчикам сетевых операционных систем останется только довершить общую картину своими продуктами.
Марк Станчак
Кластеризация устраняет барьеры производительности
Архитектура CCNUMA и протокол SCI при совместном использовании обеспечивают скорость взаимодействия памяти серверов и ресурсов их процессоров, намного превышающую сегодняшние возможности.
