Лето 2000 г. было трудным временем для Microsoft. В результате резко изменившегося общественного мнения компании пришлось столкнуться со снижением цен на акции, ослаблением преданности сотрудников и неопределенностью от возможных последствий антимонопольного постановления министерства юстиции США.

В конце июня она представила .NET, смелую инициативу на базе расширяемого языка разметки (Extensible Markup Language, XML), в результате претворения которой в жизнь основной платформой для программного обеспечения приложений Microsoft вместо обычных персональных компьютеров должен стать Internet. Критики не преминули тут же язвительно отметить, что Microsoft просто утвердила взгляды, длительное время поддерживаемые компаниями Sun Microsystems, Oracle и др. Тем временем руководители Microsoft в интервью журналу Fortune признались, что они не уверены в том, какой должна быть экономическая модель .NET.

Однако под шумок Microsoft спокойно достигла важной долгосрочной цели. В середине августа компания начала поставки операционной системы Windows 2000 Datacenter Edition, конкурента мэйнфреймам и мини-компьютерам. Для тех из нас, кто помнит времена, когда персональные компьютеры и первые версии Windows воспринимались как игрушки, это, очевидно, незаурядный успех.

«Знаменательной вехой для Microsoft является демонстрация всему миру, что эта популярная платформа на основе Windows может оставить позади даже дорогие малотиражные платформы, — заявил глава компании Билл Гейтс в июле на конференции разработчиков. — Помимо высокого технического уровня она обладает надежностью, даже превосходящей ожидаемую от мэйнфреймов».

«Проникновение Windows в центры обработки данных является очень важным событием для нас со стратегической точки зрения, а также воплощением первоначального видения Windows NT, — добавил Майкл Гембиер, руководитель группы Microsoft по Windows 2000 Datacenter. — Мы предоставляем клиентам системы масштаба предприятия, к которым они привыкли, но с намного большим выбором программного обеспечения».

НЕ НАДО СТАНОВИТЬСЯ В ОЧЕРЕДЬ В ПОЛНОЧЬ

Версия Windows 2000 Datacenter Edition, далее именуемая в данной статье Datacenter, отличается от традиционного продукта семейства Windows примерно настолько, насколько это вообще возможно для операционной системы. Помните ажиотаж вокруг Windows 95, когда покупатели с вечера выстраивались в очередь в магазины, открываемые специально в полночь? Так вот, теперь никто не будет покупать Datacenter в магазинах. На самом деле, ее вообще нельзя будет купить без приобретения определенного сервера у одного из 12 производителей-партнеров Microsoft: Amdahl, Compaq Computer, Data General, Dell Computer, EMC, Fujitsu, Hewlett-Packard, Hitachi, IBM, NEC, Stratus и Unisys.

Программную часть комплекта составляет операционная система на базе Windows 2000 и пакет исправлений Service Pack 1 (некоторые из стандартных возможностей которого были описаны в статье «Серверные операционные системы: выбор за вами» в июньском номере LAN за этот год). Однако от базового комплекта Windows 2000 версия Datacenter отличается пятью основными моментами.

Первым из них и несомненно привлекательным для тех, кому приходится интенсивно работать с базами данных и транзакциями, является поддержка в Datacenter до 64 Гбайт оперативной памяти. Второй — это фактическая поддержка симметричной 32-процессорной обработки (Microsoft не будет лицензировать Datacenter для установки на любой сервер, на который нельзя поставить как минимум восемь процессоров). Третий — ее возможности кластеризации позволяют создавать группу из четырех серверов, логически составляющих единое целое и осуществляющих взаимное резервирование друг друга в реальном времени.

Четвертый и пятый отличительные моменты скорее специфичны, что очень кстати для мэйнфреймов. Возможности Datacenter по контролю за процессами позволяют администраторам указать, сколько памяти будет выделено приложению или службе, сколько они получат процессорного времени (или какой процессор) и др. Функция Datacenter Winsock Direct позволяет преодолеть ограничения ввода/вывода, благодаря чему приложения могут максимально использовать производительность системной сети (System Area Network, SAN) без какого-либо специального программирования (см. врезку «Расширение узких мест ввода/вывода»).

ДЕЙСТВИТЕЛЬНО БОЛЬШАЯ КОРОБКА

К нюансам программного обеспечения мы вернемся несколько ниже. Однако «коробка», в которой поставляется Datacenter, будет сервером с вероятной стоимостью от 20 до 100 тыс. долларов и даже более. Поэтому первое, на что следует обратить внимание, — это аппаратное обеспечение и техническая поддержка, комбинация которых и позволяет продавцу поместить Datacenter в эту «коробку».

Как уже отмечалось, для установки Datacenter серверы должны предусматривать возможность размещения как минимум восьми процессоров. В дополнение к этому все аппаратные компоненты, драйверы и приложения, работающие на уровне ядра, включая антивирусное программное обеспечение, программы управления дисками и лентой, а также программное обеспечение резервного копирования должны быть протестированы в лабораториях Microsoft по контролю качества оборудования (Windows Hardware Quality Labs, WHQL) и сертифицированы для включения в список совместимого с Datacenter оборудования (Hardware Compatibility List, HCL). Серверы, вместе с установленными на них адаптерами или другими компонентами сторонних производителей, должны пройти тестирование в жестких условиях эксплуатации в течение как минимум двух недель, причем коэффициент готовности за этот период должен быть не ниже 99,9%.

Кроме того, Microsoft ужесточила требования к продавцам, желающим получить статус Сертифицированного центра технической поддержки Microsoft (Microsoft Certified Support Center, MCSC) для Datacenter. Новая политика опирается на концепцию объединенной команды технической поддержки, куда будут входить как сотрудники Microsoft, так и сотрудники данного производителя или продавца серверов. От продавцов требуется предоставление таких услуг, как проведение замены оборудования, круглосуточная техническая поддержка аппаратного и программного обеспечения, а также гарантия коэффициента доступности на уровне 99,9%.

«Datacenter — это не только дополнительные возможности операционной системы и сервера, это процесс, — подчеркивает Марк Феверстон, вице-президент Unisys по продажам в рамках коммерческой инициативы по корпоративнымсерверам. — У вас не может оказаться ни одного выполняющегося устаревшего драйвера. И что еще более существенно — это совместная техническая поддержка. Специалисты Microsoft и наши специалисты работают буквально бок о бок, поэтому перекладывание ответственности просто исключено».

Традиционно пределом для серверов Windows NT была машина с восемью процессорами. Unisys стала первым производителем, кто преодолел этот барьер в начале 2000 г., приступив к поставкам своего «мэйнфрейма на базе процессоров Intel» под маркой ES7000. Продаваемый по цене около 800 тыс. долларов и оснащенный 32 процессорами, ES7000 должен составить конкуренцию серверам на базе UNIX, которые стоят более чем в два раза дороже.

«Наша сотовая многопроцессорная (Cellular MultiProcessing, CMP) архитектура позволяет приложениям задействовать возможности нескольких процессоров без какого-либо специального кодирования, — заявил Феверстон. — Мы разрабатываем эту архитектуру, опираясь на наши знания о том, какие особенности будет иметь новая версия Windows».

ES7000 реально обеспечивает возможность использовать до 34 процессоров, включая два выделенных «процессора консоли». Они контролируют системные операции и могут работать с любой комбинацией 32- и 64-разрядных процессоров. Таким образом, когда 64-разрядный процессор Intel Titanium станет общедоступным в 2001 г., его можно будет установить в разъем существующей системы ES7000. Администраторы имеют возможность задать системную конфигурацию, задействующую все 32 процессора, или выполнять несколько операционных систем, используя различные наборы процессоров. Ресурсы — память, процессоры, каналы ввода/вывода — могут переназначаться на лету без каких-либо перерывов в вычислениях.

С марта 2000 г. ES7000 поставляется с коммерческой версией Windows NT 4.0 Enterprise Edition и с бета-версией Windows 2000 Datacenter одновременно. Клиенты имели возможность протестировать свои приложения на Datacenter и, благодаря возможности организации разделов, смогут перенести свою рабочую среду из Windows NT за считанные минуты.

«По иронии судьбы, объемы продаж мэйнфреймов росли на протяжении четырех-пяти лет, — заметил Феверстон. — Однако ES7000 позволяет обойтись более низкими начальными затратами при сохранении централизованного администрирования. Это должно стать значительной возможностью». В феврале 2000 г. Unisys заключила с Compaq сделку на 400 млн долларов на поставку модификаций ES7000 для продажи под торговой маркой ProLiant. ES7000 будут перепродаваться также компанией ICL.

Однако это не означает, что архитектура Unisys — единственная, достойная внимания. Для начала во многих меньших серверах будет по-прежнему применяться восьмипроцессорный набор микросхем Profusion, разработанный дочерним предприятием Intel Corollary. Такие серверы будут вполне адекватными, потому что Datacenter предусматривает не только поддержку кластеров на четыре узла, но также распределение нагрузки IP между 32 узлами.

Другой партнер Microsoft, компания Stratus, недавно объявил о выпуске отказоустойчивого сервера ftServer, разработанного специально для Windows 2000. Она лицензирует некоторые элементы своей технологии компании NEC для использования в серверах последней.

Что касается самой операционной системы Windows 2000, то Stratus добавила свои «укрепленные» драйверы устройств, применение которых позволяет выявить и остановить операции записи платы адаптера за пределами выделенной для нее области физической памяти. Эти драйверы также осуществляют непрерывный мониторинг поддерживаемых адаптеров PCI с целью выявления ошибок, автоматически переключаясь на резервные устройства при обнаружении проблем.

Интересным примером решения по превращению Windows 2000 в отказоустойчивую операционную систему являются три индикатора на адаптерах PCI серверов Stratus. Зеленый индикатор означает, что адаптер может быть удален из системы, потому что он имеет резерв и корректно работает; желтый индикатор показывает, что адаптер корректно работает, но не зарезервирован; красный индикатор свидетельствует о том, что карта неисправна и снята системой с обслуживания.

ОТЛИЧИТЕЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ DATACENTER

Сотрудничество, налаженное компанией Microsoft с производителями оборудования, и серверы, которые они выпускают, производят впечатление. Однако если бы программа Datacenter оказалась неудачной, то эти «коробки» на базе процессоров Intel были бы разукомплектованы и переориентированы на рынок UNIX или Linux. Следовательно, в итоге именно возможности программы определяют конечный успех или неудачу ОС.

Одной из наиболее примечательных возможностей, как было отмечено ранее, является способность Datacenter задействовать всю установленную на сервере физическую память в объеме до 64 Гбайт. Как можно было надеяться, чтобы использовать все преимущества расширенной памяти, никаких изменений в приложения вносить не надо. Однако Datacenter также предоставляет новую возможность — так называемое расширение окон адресации (Address Windowing Extension, AWE). Это прикладной программный интерфейс API, с помощью которого специально написанные программы могут резервировать для себя область памяти, которая никогда не будет обмениваться данными с жестким диском.

В Windows 2000 приложениям обычно выделяется 4 Гбайт виртуального адресного пространства. Однако благодаря AWE любая часть или все 64 Гбайт оперативной памяти сервера могут быть зарезервированы под это адресное пространство, благодаря чему производительность баз данных или инженерных приложений может быть значительно повышена. (Естественно, разработчики все-таки не должны занимать так много оперативной памяти, поскольку это негативно отразится на производительности системного ядра или других приложений.)

Другой важной возможностью Datacenter является наличие службы управления процессами (Process Control), доступ к которой осуществляется либо через утилиту с интерфейсом на базе командной строки, либо через подключаемый модуль консоли управления (Microsoft Management Console, MMC). Управление процессами может быть использовано для распределения серверных ресурсов, включая назначение процессоров для данного процесса и выделение для него определенного объема памяти.

Используя службу управления процессами, администраторы могут группировать связанные процессы вместе в так называемый «объект задания». Помимо других ключевых возможностей объекты задания предотвращают захват процессами слишком большого объема оперативной памяти или процессорного времени сервера. Запущенным клиентами процессам может быть запрещено выполнение некоторых действий, например завершение работы сервера.

НО БУДЕТ ЛИ ОНА ПОЛЬЗОВАТЬСЯ СПРОСОМ?

Пока дела идут неплохо. Windows 2000 Datacenter отлично выглядит на бумаге, но удастся ли ей добиться доверия специалистов по ИТ? Майкл Гембиер из Microsoft говорит по этому поводу следующее: «Мы понимаем, что это будет типичным процессом продаж для крупных предприятий, а не коротким циклом адаптации, но мы видим значительный отложенный спрос. Рынок испытывает огромную потребность в продуктах для управления базами данных и консолидации серверов».

Microsoft выбрала более 20 своих заказчиков в качестве партнеров для совместной разработки (Joint Development Partners, JDP) для Datacenter, затем привлекла их к процессу разработки программного обеспечения. Среди прочих в число JDP входят британская банковская группа Abbey National, Credit Suisse Group и техасская компания Data Return, осуществляющая Web-хостинг. «Сочетание бета-тестирования и привлечения JDP позволило нам убедиться, что операционная система готова для выхода на рынок», — заявил Гембиер.

Бета-тестированием операционной системы Datacenter занималось более 300 предприятий, а она, напомним, была доступна только для определенных аппаратных средств, которые компании приобретали на собственные деньги, поэтому не случайно эти компании рассматриваются Microsoft и аналитиками как вероятные кандидаты на последующее обновление ПО на коммерческую версию. Однако тот факт, что использование операционной системы предполагает приобретение новых серверов, может стать как слабой, так и сильной стороной.

«Новые инсталляции осуществляются там, где Datacenter может способствовать некоторому прогрессу, но я не думаю, что Datacenter может «похоронить» UNIX, — замечает Эл Гиллен, руководитель группы по системному программному обеспечению компании International Data Corp. — Это не тот уровень рынка, где люди стремятся во что бы то ни стало сэкономить на стоимости аппаратной части. Заработная плата персонала и техническая поддержка программного обеспечения существенно важнее для стоимости владения».

Этому мнению вторит Лаура ДиДио из Giga Information Group. «Я не думаю, что Datacenter нанесет существенный ущерб рынку UNIX. Его сторонники обращают внимание на задержку с ее поставками и на судебный иск со стороны министерства юстиции, так что оснований для скептицизма достаточно, — полагает она. — Инициатива Microsoft .NET — это очередная неопределенность».

«С другой стороны, — продолжает ДиДио, — предварительные отзывы показывают, что клиенты были весьма удовлетворены Windows 2000. Я действительно ожидаю от нее хорошую работу и преодоление отставания в надежности». NT 4.0 имеет надежность на уровне 99,2%, UNIX — примерно 99,9%, а Datacenter должна дотянуть до 99,6%.

Любопытно, что некоторые клиенты заинтересованы в Datacenter именно из-за кажущейся сложности управления серверами Windows 2000. Datacenter позволяет им сократить трудоемкую работу по администрированию, объединяя типовые службы Windows, включая электронную почту, управление файлами и печатью, на базе одного централизованно управляемого устройства. Однако с учетом параллельно развивающейся тенденции по распределению операций между группой небольших серверов для выравнивания загрузки, для многих предприятий мощность Datacenter может оказаться избыточной. Препятствием на пути распространения данной операционной системы может также стать отсутствие оборудования среднего класса: восьмипроцессорные серверы сравнительно легко приобрести благодаря набору микросхем Profusion, но у Intel нет стандартного набора микросхем для 16-процессорных систем. Следовательно, когда они появятся, 16-процессорные серверы будут относительно дороги.

Самым серьезным конкурентом Datacenter должна стать ОС Solaris 8, которую компания Sun Microsystems устанавливает на серверах масштаба предприятия из семейства Enterprise. Провозглашенная представителем Sun «опережающей время на 10 лет», Solaris уже является 64-разрядной ОС, тогда как Microsoft пока только тестирует 64-разрядные версии Datacenter, к тому же Solaris давно поддерживает многие из возможностей Datacenter для построения кластеров и администрирования.

В сервере Enterprise 10000 компания Sun уже реализовала возможность создания «динамических доменов» для разделения системы на несколько виртуальных серверов. Диапазон линейки серверных продуктов Sun, включающей модели на базе от одного до 64 процессоров, выглядит весьма привлекательно. Наконец, серверы Sun предоставляют такие возможности, как компоненты с поддержкой «горячей» замены, а также обновление ОС без остановки системы.

В ВЫИГРЫШЕ ВСЕ

Никто не ожидает, что Windows 2000 Datacenter Edition сможет отнять значительную долю рынка у Sun и других конкурентов за одну ночь, поскольку продукты подобного типа имеют очень длительный цикл адаптации. «Продвижение данного продукта началось в то время, когда предприятия переживают смену парадигмы, открывая свои сети для заказчиков. Услуги Internet, доступ к приложениям (Application Service Provider, ASP) и пропускная способность приобретают все большую роль. Так как люди должны справиться с этим огромным объемом информации, им понадобится от 12 до 18 месяцев для развертывания Datacenter», — отмечает ДиДио.

Однако появление Datacenter выгодно всем без исключения заказчикам, так как это расширяет выбор. Несмотря на то что эта ОС не превратит серверы старшего класса в потребительский товар, которым они и не должны быть, она создает ценовое давление, облегчая клиентам рассмотрение альтернатив. Тот факт, что код Windows может выполняться на столь различных системах, также должен открыть целый новый рынок для разработчиков приложений.

Джонатан Эйнджел — старший редактор Network Magazine. С ним можно связаться по адресу: jangel@cmp.com.


Расширение узких мест ввода/вывода

Ввод/вывод всегда был слабым местом оборудования на базе Intel, вне зависимости от соотношения «цена-производительность». Следовательно, для проникновения на территорию мэйнфреймов версия Datacenter должна была внести в эту область значительные улучшения. Это было сделано: функция операционной системы Winsock Direct способна многократно ускорить операции ввода/вывода.

Принципы ее работы мы разберем на примере системной сети (System Area Network, SAN) на базе кластерного стандарта виртуального интерфейса (Virtual Interface, VI). Он не имеет накладных расходов Ethernet, предоставляя высокопроизводительное соединение между серверами (обычно расположенными в одной комнате или как минимум в одной подсети IP). Сети SAN обеспечивают надежные транспортные сервисы непосредственно на уровне оборудования, кроме того, они также обходят сервисы безопасности на уровне ОС и должны использоваться только в защищенной среде.

В соответствии с данными, предоставленными Giganet, ведущим поставщикам подобного оборудования, VI позволяет обеспечить реальную пропускную способность свыше 100 Мбайт/с по соединению с номинальной пропускной способностью 1 Гбит/c. Для сравнения, Gigabit Ethernet c трудом может обеспечить половину такого значения. Не менее важно, что загрузка процессора в сети VI составляет не более 10%.

Однако Windows NT и стандартные редакции Windows 2000 не могут воспользоваться этими преимуществами из-за узких мест в программном интерфейсе Winsock, который приложения Windows используют для доступа к службам IP. (Например, в нем нуждаются такие протоколы передачи данных, как TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS и AppleTalk, а также службы распознавания имен, такие, как DNS, NDS и X.500.)

«Одиночный вызов системы ввода/вывода через Winsock в Windows NT может потребовать выполнения 7000 процессорных инструкций, — замечает Гэрет Тауб, вице-президент Giganet по маркетингу. — Поэтому некоторые разработчики приложений переписали свои базы данных для прямого вызова API VI. Однако это обременительно и ничего не дает для улучшения работы стандартных приложений, таких, как серверы электронной почты».

Разработанная совместно с Giganet функция ОС Datacenter Winsock Direct обходит стек стандартных протоколов и дает любому приложению возможность использовать преимущества VI без дополнительного программирования. Она распознает и управляет провайдерами SAN в сети, задействуя их затем по мере возможности. TCP/IP требуется только тогда, когда необходимо направить данные из одной подсети в другую, или в особых случаях, таких, как ping, передача широковещательных или многоадресных сообщений.

В июле 2000 г. Windows 2000 и СУБД компании IBM DB2 установили рекорд, показав производительность более 440 870 транзакций в минуту на популярном тесте TPC. Побитие предыдущего рекорда, установленного серверами UNIX, стало возможным благодаря использованию Windows 2000 Advanced Server и прямых вызовов VI.

«Несмотря на некоторые накладные расходы, — по словам г-на Таубе из Giganet, — Winsock Direct позволяет приложениям получить около 80% теоретической скорости вызовов VI. Она устраняет узкое место ввода/вывода и обеспечивает Windows масштабируемость, о которой пользователи только мечтали».


Ресурсы Internet

Введение Microsoft в кластерные технологии Windows 2000 опубликовано на странице http://www.microsoft.com/windows2000/guide/server/features/clusterintro.asp/.

Тест Джефри Фрица для кластеров на базе Windows 2000 можно посмотреть на http://www.networkworld.com/reviews/2000/0703rev1.html.

IBM предлагает интересную статью со сравнительным анализом систем с симметричной мультипроцессорной обработкой (Symmetrical Multiprocessing, SMP) и систем с архитектурой распределенной разделяемой памяти (Non-Uniform Memory Architecture, NUMA). См. http://www.sequent.com/whitepapers/numa_arch.html.

D.H. Brown and Associates подготовили сравнительный анализ Solaris 8 и Windows 2000. Хотя отчет и опубликован на узле Web компании Sun Microsystems, все же он достаточно беспристрастен. Читайте его на http://www.sun.com/software/white-papers/wpdhbrown00/index.html.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями