Студентка кафедри інформаційно-комп’ютерних технологій та фундаметальних дисциплін Калашник В.М.

Київський національний університет технологій та дизайну

К.т.н., доцент кафедри комп’ютерних систем Ланських Є.В.

Черкаський державний технологічний університет

Ст. викладач кафедри інформаційно-комп’ютерних технологій та фундаметальних дисциплін Люта М.В.

Київський національний університет технологій та дизайну

Дослідження МЕТОДІВ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ відмовостійкОСТІ кластерів

Необхідними характеристиками сучасних комп’ютерних систем є надійність та відмовостійкість, тобто робота системи без збоїв в певних умовах протягом певного часу. Підвищення надійності засноване на принципі запобігання несправностям шляхом зниження інтенсивності відмов і збоїв за рахунок застосування електронних схем і компонентів з високим і надвисоким ступенем інтеграції, зниження рівня перешкод, полегшених режимів роботи схем, забезпечення теплових режимів їх роботи, а також за рахунок вдосконалення методів зборки апаратури. Відмовостійкість - це здатність обчислювальної системи продовжувати дії, задані програмою, після виникнення несправностей.

Для підвищення надійності інформаційно-обчислювальної системи ідеальною схемою являються кластерні системи. Завдяки єдиному представленню, окремі несправні вузли або компоненти кластера можуть бути без зупинки роботи і непомітно для користувача замінені, що забезпечує безперервність і безвідмовну роботу обчислювальної системи навіть в таких складних застосуваннях як бази дані.

Найпоширеніших шляхів підвищення відмовостійкості два. По-перше - підвищення надійності окремих компонент системи. HP використовують у своїх серверах пам'ять Samsung. Проте, спочатку модулі пам'яті проходять величезне число тестів, які проходять тільки 3 модуля з 10, і саме вони використовуються для серверів, інші йдуть в брак або для робочих станцій. Саме тому серверне апаратне забезпечення коштує значно дорожче аналогічного десктопного. По-друге - надмірність. За рахунок запису інформації одночасно на два диска - при відмові одного диска інформація зчитується з іншого, і система продовжує працювати. Аналогічно можуть резервуватися інші компоненти: блоки живлення, модулі пам'яті і навіть - цілі сервера.

На даний час однією з технологій забезпечення відмостійкості кластер них технологій є віртуалізація. У широкому сенсі слова, віртуалізація - це програмна імітація якоїсь фізичної сутності.

Завдяки віртуалізації можна більш раціонально використовувати апаратні ресурси серверів. Досить часто IT- інфраструктура включає в себе безліч серверів, кожен з яких утилізується не більше, ніж на 10-15%. Логічно припустити, що якщо замість декількох серверів взяти один сервер, нехай навіть і трохи більше потужний, і розмістити на ньому кілька віртуальних серверів, можна буде добре заощадити.

По-перше - економія на апаратному забезпеченні. Як відомо, кілька окремих серверів коштуватимуть помітно, в рази дорожче, ніж один сервер, але трохи більш потужний.

По-друге - один сервер займає менше місця в стійці (або на столі), ніж кілька. Це буде особливо актуально для розміщення на колокейшн [2], де доводиться платити за кожен юніт.

По-третє - за допомогою віртуалізації можна знизити енергоспоживання системи. Один сервер, що споживає нехай навіть цілих два кіловати електроенергії - це все-таки трохи менше, ніж 10 серверів по кіловату кожен.

Одне з найголовніших переваг віртуалізації – зручність адміністрування. Віртуальними машинами набагато простіше управляти, ніж фізичними серверами. Наприклад, якщо віртуальна машина раптом «зависла» - не обов'язково бігти в серверну, щоб її перезавантажити, досить натиснути кнопку Reset в консолі. Та й просто, якщо з якоїсь причини машина раптом стала недоступна, наприклад, по RDP, не важно через що - через "зависання" або помилкового налаштування - завжди можна віддалено зайти на її консоль, і для цього не треба бігти в серверну або купувати дорогий IP KVM.

Технологія віртуалізації має певні недоліки. По-перше, віртуалізація зі зрозумілих причин вимагає для роботи більш потужне апаратне забезпечення, а часто - доведеться купувати нові сервера через вимоги Hyper -V до процесора. Хоча всі сервера, що випускаються в даний час, цим вимогам задовольняють, залишилося ще досить багато серверів, наприклад, з 32- бітними процесорами, які доведеться міняти.

По-друге - утворюється єдина точка відмови - фізичний хост. Якщо на одному хості буде запускатися відразу кілька віртуальних машин - то при «падінні» хоста - «впадуть» і всі віртуальні машини, запущені на ньому, а отже - і всі сервіси, які вони надають - стануть недоступні.

Для створення віртуальних машин існує цілий ряд програмних продуктів, наприклад, Microsoft Virtual PC, Microsoft Hyper-V і продукція VMWare.

Використання відмовостійких кластерів при віртуалізації дозволяє скористатися всіма перевагами віртуалізації, перерахованими раніше, при цьому позбувшись головного недоліку - єдиної точки відмови.

Література:

1. Технология виртуализации. [Електронний ресурс] / Режим доступу: http://www.vmware.com/ru/virtualization

2. Колокейшн. [Електронний ресурс] / Режим доступу: http://www.ru/art/01/01/0001.html

3. Наталия Елманова, Сергей Пахомов. Виртуальные машины 2007. КомпьютерПресс 9’2007