одного диску на інші | Висока надійність | Великі навантаження на канали зв’язку через необхідність виконувати копіювання
Сервери, підключені до багатьох дисків | Сервери зв’язані із всіма дисками, хоча кожен працює зі своїм. Якщо відбувається вихід з ладу одного із серверів, його диски передаються іншому серверу | Зниження потоку інформації по каналах зв’язку | Вимагає використання технології RAID для забезпечення працездатності комплексу при виході з ладу одного з дисків
Сервери, що разом використовують диски | Всі сервери мають постійний доступ до всіх дисків | Зниження часу відновлення системи при відмові одного з дисків | Вимагає спеціальних програм взаємного блокування и використання технології RAID для забезпечення працездатності комплексу при виході з ладу одного з дисків
4.2 Спеціальні вимоги до операційних систем
Для того щоб повною мірою реалізувати потенційні можливості кластерних комплексів, вони повинні бути оснащені операційними системами, що мають функції, які відсутні в операційних системах автономних комп'ютерів.
Забезпечення відмовостійкості
Методика забезпечення відмовостійкості визначається структурою обчислювального комплексу (див. табл. 2). Щодо можливості відновлення працездатності комплексу при виході з ладу одного з вузлів або одного з дисків спільного користування розрізняють системи з високим завантаженням і системи з надлишковістю.
У першому випадку висока ймовірність того, що в момент відмовлення всі ресурси комплексу будуть вже задіяні. Тому запит, що оброблявся вузлом, що відмовив, буде втрачено. При повторенні запиту він буде обслужений іншим вузлом кластера. Однак операційна система не дає ніякої гарантії щодо того, що відбудеться з частково виконаною трансакцією. Обробка такої ситуації цілком покладається на прикладні програми.
В другому випадку забезпечується доступність у будь-який момент часу всіх ресурсів. Це досягається за рахунок використання дискових систем з надлишковістю і механізму резервного копіювання незафіксованих трансакцій і фіксування завершених трансакцій.
Балансування завантаження
Продуктивність кластера багато в чому залежить від здатності операційної системи оптимально розподілити навантаження між вузлами. На неї ж покладається і функція обліку додавання до комплексу нових вузлів і відповідної перебудови функції планування. Ці задачі покладаються на механізм середньострокового планування. Він повинен визначити, які функції обслуговування звільняються або з'являються на різних вузлах кластера, і, відповідно, передати їм на виконання визначені задачі.
4.3 Порівняння кластерів і SMP-систем
І кластери, і SMP-системи мають можливість розпаралелювання навантаження і розподілу його між багатьма процесорами і, таким чином, можуть забезпечити ефективне виконання особливо складних додатків. Системи і того й іншого класу присутні на комп'ютерному ринку.
Основна перевага SMP-систем у тому, що їх легше обслуговувати й експлуатувати, ніж кластери. SMP-системи по своїй суті набагато ближчі до звичних однопроцесорних систем, для яких розроблена переважна більшість існуючих додатків. Принципова зміна при переході від однопроцесорних систем до SMP-систем – впровадження функції планування. Інша перевага SMP-систем у порівнянні з кластерами – менші фізичні розміри і споживана потужність. Не слід забувати і те, що SMP-системи вже досить вкоренилися на практиці і їхнє виробництво добре налагоджено.
Але в групі високопродуктивних серверних систем кластери мають певну перевагу перед SMP-системами. Це зв'язано в першу чергу з можливістю нарощування структури комплексу вже в період його експлуатації і більш високою надійністю.
4.Висновок: У статті Е. Бревера (Е. Brewer) [BREW97] перераховані наступні переваги, що обіцяє кластеризація обчислювального комплексу. Їх можна розглядати як мету проектування подібного роду систем.
Можливість абсолютного масштабування. Можливе створення кластерів, що по своїх характеристиках залишать далеко позаду навіть найпотужніші автономні обчислювальні машини. Кластер може включати до свого складу десятки машин, кожна з яких, у свою чергу, може мати мультипроцесорну структуру.
Нарощування в процесі експлуатації. Кластер організується таким чином, що в процесі його експлуатації можна додавати до нього нові вузли, не модифікуючи вже існуючі.
Висока надійність. Оскільки кожний вузол у кластері є комп'ютером, здатним працювати автономно, відмовлення одного вузла не приводить до втрати працездатності всього комплексу. В більшості систем такого типу працездатність комплексу при відмовленні одного з вузлів підтримується відповідними програмами автоматично.
Зниження співвідношення ціна/продуктивність. Використовуючи при побудові кластера в якості будівельних блоків продукцію масового виробництва, можна створити комплекс, що має продуктивність таку ж (або навіть більш високу), як і найбільша окрема обчислювальна машина. Він буде при цьому коштувати набагато дешевше.
Список використаної літератури.
1 Catanzaro B. Multiprocessor System Architectyres. – Mountain View, CA: Sunsoft Press, 1994.
2 Hwang K. Advanced Computer Architecture. – New York : McGraw-Hill, 1993.
3 Lilja D. Cache Coherence in Large-Scale Shared-Memory Multiprocessors : Issues and Comparisons. – ACM Computing Surveys, September 1993.
Pfister G. In Search of Clusters. – Upper Saddle River, NJ : Prentice Hall, 1998.