Под знаком grid

Computerworld :: События

Свою стратегию движения в направлении к utility computing в Oracle теперь связывают, прежде всего, с корпоративными средами grid.

Леонид Черняк

Свою стратегию движения в направлении к utility computing в Oracle теперь связывают, прежде всего, с корпоративными средами grid.

По традиции на OracleWorld 2003 новые технологии Oracle представил основатель компании Ларри Эллисон

Ключевым событием конференции OracleWorld 2003, прошедшей в Сан-Франциско с 8 по 11 сентября, стало объявление очередного поколения инструментов управления базами данных. В него вошли: СУБД Oracle Database 10g; сервер приложений Oracle Application Server 10g; инструментарий управления Oracle Enterprise Manager 10g. Все три продукта ориентированы на работу с корпоративными средами grid. За, казалось бы, незначительной модификацией названия (на единицу больший номер и маленький суффикс g, который сменил ставшую привычной со времен «восьмерки» букву i), скрываются радикальные перемены в стратегии и технической политике компании. Сущность перемен отражена в суффиксе, который своим происхождением обязан термину Grid и который стал символом ответа компании на сдвиг парадигмы в архитектуре корпоративных информационных систем, обозначившийся в последние годы. Новая парадигма имеет обобщенное название — utility computing — и целый ряд частных (computing on-demand, autonomous computing, organic computing и т.д., авторство которых принадлежит прежде всего IBM, Hewlett-Packard и Sun Microsystems). Теперь и Oracle сочла необходимым представить свое видение данной проблемы.

По традиции на OracleWorld 2003 новые технологии Oracle представил основатель компании Ларри Эллисон. Аргументируя поворот в сторону grid, он заявил, что компьютинг переживает сегодня переломный момент, своего рода кризис сорокалетия. Выход из кризиса требует отказа от сложившихся стереотипов и поиска новых решений. В течение предшествующих четырех десятилетий со времен мэйнфреймов прогресс в основном шел по линии совершенствования монолитных систем, а сейчас наступает время модульных. Мы становимся свидетелями успеха модульных накопителей, серверов, составленных из дешевых «лезвий». Создание сетевых систем обработки информации стало насущной необходимостью, и, поднимая grid в качестве нового знамени, Oracle делает тот шаг, который сделать необходимо.

Grid по-корпоративному

В Oracle называют свой подход к grid корпоративным. Обратим внимание на ограничение, накладываемое на данное понятие при добавлении к нему эпитета «корпоративный». Тем самым подчеркивается, что перед нами не grid вообще, а его подмножество. Как общая концепция построения среды распределенных вычислений данная идея зародилась примерно десять лет назад. Тогда в академических кругах в ней видели средство для сугубо специализированных научных и — реже — инженерных приложений. В качестве наиболее популярных примеров академических grid-сред можно назвать проекты SETI и Globus. Отличительная черта подобных решений в том, что они нацелены на консолидацию географически распределенных вычислительных ресурсов для решения одной и только одной задачи. С тех пор концепция прошла целый ряд эволюций, и сейчас grid можно представить как универсальный подход к сетевым вычислениям. В его рамках возможны самые разные реализации сетевых вычислительных структур, в том числе и «академические», и «корпоративные».

Преимущество корпоративного варианта grid — в практической реализуемости; его отличает прежде всего нацеленность на решение всей совокупности задач, образующих функционал корпоративной информационной системы. Корпоративная среда grid строится не из сторонних компьютеров, а только из вычислительных ресурсов, принадлежащих данному предприятию; это одно из важнейших ограничений, отличающих данный тип grid от академических глобальных сред, консолидирующих разнородные, принадлежащие разным собственникам ресурсы. В Oraclе пошли по пути ограничения еще дальше, основывая свое представление о grid преимущественно на собственной технологии кластеризации Real Application Cluster (RAC). Архитектуры grid, построенные с использованием RAC, могут состоять только из однородных по своему составу узлов. Говоря точнее, RAC — это технология параллельной кластеризации баз данных, позволяющая организовать взаимодействие между объединенными в кластер серверами, работающими с общей внешней памятью.

Следует заметить, что некоторые компании трактуют концепцию корпоративных сред grid шире. Так, IBM, Unisys и Sun Microsystems в своих подходах ближе к архитектуре Open Grid Service Architecture (OGSA). Их взгляды предполагают построение сред grid с использованием Web-служб; такого рода архитектуры стали называть «открытыми». По мнению Карла Олафсона, присутствовавшего на OracleWorld 2003 аналитика IDC, подход к построению grid в интерпретации Oracle скорее следует назвать «закрытым», поскольку он не использует имеющиеся немногочисленные пока стандарты.

Проблему соотношения «открытых» и «закрытых» сред grid мне удалось обсудить с вице-президентом Oracle Бенни Саудером, которого в компании называют «мистер Грид». Он признал, что исповедует частный подход, подчеркнув, что сегодня в Oracle делают то, что в состоянии сделать. Компания опирается на реально существующие (в том числе и на собственные) технологии, на то, что может дать практические результаты — не в отдаленном будущем, а в ближайшее время. При этом, отметил Саудер, проектирование ведется так, чтобы по мере совершенствования архитектур grid с появлением общепринятых отраслевых стандартов «grid по версии Oracle» можно было бы включить в них как составную часть.

Один за всех и все за одного

Развивая мысль Эллисона о грядущих изменениях, следует обратить внимание на то, что в течение всех предшествующих лет создание многопроцессорных сред основывалось на аппаратных решениях и средствах, предоставляемых операционными системами. Известны две очевидные закономерности. Первая: чем больше удельная стоимость аппаратного компонента системы, тем дороже система в целом; так, мэйнфреймы дороже Unix-серверов при равном числе процессоров. Вторая: чем больше процессоров в монолитной вычислительной системе, тем выше удельная стоимость одного процессора. Та же самая закономерность отмечается в системах хранения: монолитные накопители едва ли не на порядок дороже модульных, а удельная стоимость хранения на малых накопителях существенно ниже, чем на больших. Безусловно, современные монолитные системы аккумулируют большой инженерный опыт, обладают высочайшими эксплуатационными показателями. Но с появлением дешевых и стандартных устройств, простых и недорогих операционных систем возникает понятное стремление найти способ консолидации ресурсов, который позволил бы получить высокую производительность с малыми затратами. Именно поэтому на протяжении последних 10-15 лет строились и строятся различные параллельные кластеры из персональных компьютеров или рабочих станций, которые выходят на ведущие позиции в рейтингах наиболее высокопроизводительных компьютеров; однако они имеют ограниченное применение.

Нынешние сетевые и программные технологии дают возможность сделать следующий шаг по сравнению с мэйнфреймами и SMP-серверами, позволяя вынести функции управления процессорами и организации их совместной работы за пределы аппаратного обеспечения и операционной системы. Тогда общая стоимость системы будет складываться из арифметической суммы цен отдельных компонентов, а также программного обеспечения, которое возьмет на себя управление. Одной из первых индустриальных попыток использования более дешевых серверов в кластерных конфигурациях вместо больших монолитных серверов стала технология Real Application Cluster, реализованная в СУБД Oracle 9i. Теперь в Oracle решили пойти дальше, снизить уровень гранулярности и использовать в качестве элементов кластера совсем простые серверы. В пределе в качестве вычислительных модулей можно использовать, к примеру, Intel-серверы под управлением ОС Linux.

Можно сформулировать два базовых принципа, которые помогают двигаться в данном направлении.

Строить единое целое из множества однородных компонентов. Эта идея материализуется в непрерывном пространстве серверов, динамически разделяемом на отдельные кластеры. Распределяя нагрузку между кластерами и изменяя их состав, можно добиться желаемого качества обслуживания, в том числе требуемых показателей готовности, масштабируемости и производительности. Можно в динамическом режиме заменять вышедшие из строя серверы, наращивать их число или перераспределять между кластерами в зависимости от изменений нагрузки. Атрибуты этого принципа - виртуализация на всех уровнях, динамическое распределение или поставка нагрузки и ресурсов в соответствии с заданной политикой, консолидация ресурсов с целью максимально эффективного использования.
Интерпретировать множество как один. Технологии grid позволят управлять группами машин, группами баз данных и приложений как единым целым, решив актуальную проблему постоянно возрастающей стоимости администрирования. Реализовать данный принцип помогают саморегулируемое программное обеспечение и унифицированное управление.

Технологии, обеспечивающие grid

Появление сред grid в том виде, как их представляют в Oraclе, стало возможным благодаря ряду технологических прорывов, состоявшихся в последние годы. Отметим основные.

В выступлениях на конференции говорилось о возможности построения grid и из традиционных стоечных серверов, однако чем ближе был выступающий к подразделению, непосредственно занимающемуся проблематикой grid, тем в большей степени под серверами он подразумевал серверы-лезвия. А Саудер на свою пресс-конференцию и вовсе принес образцы лезвий от IBM, Dell, Sun, Fujtsu и HP. Продемонстрированные им образцы были построены на процессорах архитектуры IA-32, но, по его же словам, вот-вот должны появиться лезвия и на 64-разрядных процессорах.

Сетевые системы хранения — будь то сетевые накопители NAS или сети хранения SAN — позволяют существенно снизить стоимость хранения, строя среды grid из накопителей. Особенно интересны решения, идейно близкие к серверам-лезвиям.

23.09.2003г

Computerworld :: События