Denne artikel stammer fra det trykte Computerworlds arkiv. Artiklen blev publiceret den Computerworld d. 19. september 2003.
It-klyngetendenser
Siden hedengangne Digital fandt på at koble deres Vax-computere sammen i en klynge, og IBM fik ideen med Parallel Sysplex-klyngesystemet, hvor flere mainframes kan deles om opgaverne, er teknologien kommet et langt stykke.
I dag er det dog mere de IP-baserede klynger, der er interessante. Det skyldes, at dagens hardware efterhånden er stabilt, og det slet ikke er et problem at få kapacitet nok. I virkeligheden er udfordringen at få mindre kapacitet, da der er ofte er massevis af kapacitet til overs i en flok servere. Derfor går dagens klyngeøvelse mere ud på at kunne fordele ressourcerne end fejltolerance og arbejdsdeling, men der er stadigvæk masser af liv i de gamle
klyngetyper, som vi beskriver nærmere i de følgende.
Boks:
Klynge med share all
Her deler alle maskiner i klyngen alt. Brugere, diske og applikationer deles på tværs af alle maskiner. Klyngens styreprocessorer fordeler aktiviteter og brugere rundt til maskinerne i klyngen. Alle systemer kan se alle diske og dermed alle data. Denne type af klyngesystemer har den fordel, at klyngens totale kapacitet kan forøges simpelthen ved at sætte ekstra servere ind i klyngen. Ulempen ligger i kompleksiteten af klyngens nødvendige styreprocessor og prisen for den ekstra hardware. Styreprocessoren er typisk meget kompleks og kan være et fejlpunkt i klyngen. Til gengæld skal der ingen ændringer til i applikationerne for, at de kan udnytte klyngemulighederne fuldt ud.
HP Open VMS Clustering og IBM Parallel Sysplex er hardwaresystemer efter denne model. Styresystemet skal være specialdesignet til denne type klynger, ligesom filsystemet skal kunne håndere adgang fra flere systemer samtidigt.
På applikationssiden er der kommet systemer til som Oracle Real Application Cluster, der giver mulighed for at samle en flok database-servere til en stor server. Oracles teknologi er en simuleret hardwareløsning, hvor en virtuel klyngestyreprocessor klarer ressourcetildelingen.
Boks:
Grid - dagens blødeste it-definition
Teknologien stammer fra det, der kaldes massivt parallelle systemer. Det går ud på at nogle beregningsopgaver er nemme at splitte op i små stykker, hvor disse delopgaver alle opererer på deres eget uafhængige data.
Det kan for eksempel være analyser af gener, simuleringsopgaver, styrkeberegninger af mekaniske konstruktioner med mere. Det betyder, at man kan sætte en stor flok computere til at regne deludgaver ud samtidigt. Jo flere computere, jo hurtigere går det. Strengt taget er et grid også et klyngesystem, omend et specialiseret klyngesystem. Og det er her it-fabrikanternes vision begynder. Man satser nemlig på grid-baserede webservices, hvor lagringssystemer, servere og applikationer alle er virtualiserede, og man bruger af dem efter behov. Det er således ikke parallelliteten, der er det vigtige her. Det er muligheden for at kunne styre ressourcerne mere effektivt, der er i fokus. Så når HP, IBM og Oracle siger grid, mener de i virkeligheden løse klynger over internet. Men nogle af dem mener altså også massivt parallelle systemer - og det er her forvirringen kommer fra.
Boks:
Dagens grid-muligheder
Man tager mere end 64 ens pc'er og en flok netværkskomponenter, sætter det hele i et velventileret lokale efter recepten givet i bogen: "How to Build a Beowolf" fra MIT press. Skal der virkelig knald på systemet, bruger man 64 bit Itanium-maskiner, hvor hver Itanium-processor giver omkring seks gigaflop, hvilket er standardenheden for kapacitet for regning med kommatal.Men både IBM og Sun leverer nærmest nøgleklare videnskabelige grid-systemer i dag, hvis man ikke er til gør det selv-metoden. Sun ONE Grid Engine er et eksempel herpå. HP forventes snart at følge efter.
Der er flere organisationer på området, hvor Global Grid Forum satser på at fabrikere en fælles standard for grid-systemer kaldet Open Grid Services Architecture. Målet er at blande webservices ind i det hele, og danne en form for webservice-klynger. Målet er igen ikke at få massive ydelsesfordele, men mulighed for at kunne fordele ressourcer i internetklyngen. Der eksisterer en såkaldt Globus Alliance (www.globus.org), der drejer sig om grid. De udgiver et open source grid-byggesystem. Version 2 er ren teknisk databehandling, men version 3, der skulle blive frigivet om et par måneder, indeholder også specifikationer for webservices, og hvordan de kan håndteres i et grid-system.
Klynge med share nothing
Klynger er flokke af computere, som arbejder sammen. Det kan være mere eller mindre formelt. I dette tilfælde er det en supercomputer, i form af en flok pc'er, der står på de forhåbentlig holdbare hylder.
Boks:
IP-klynger
Her er det TCP/IP-adresser, som deles i en klynge. Set fra brugerens synspunkt optræder klyngen som en stor server. Lidt uformelt kunne man tale om level 4-switching, hvor en fysisk eller software-baseret switch styrer tilgangen til en flok servere via IP-portnummeret, eller i det mest avancerede tilfælde via IP-pakkernes indhold.
Klyngesoftwaren forbinder en bruger til den server, der har mest ledig kapacitet i klyngen og fortæller de andre servere i klyngen om det. Skulle en server dø, så snupper de andre servere i klyngen IP-klienterne fra den. Brugerne oplever en pause i aktiviteterne, men opdager ikke, at der bag deres rygge er skiftet en server.
En ren IP-klynge har ingen data-replikering, da klyngen er på applikationsniveau. Derfor kræver denne klyngetype, at alle servere har lokale data, eller at der er en fælles databaseserver.
Boks:
Klynge med share nothing
Det betyder, at et system i klyngen har sine egne applikationer og diske samt sine egne brugere. Falder det ene system dødt om, så overtages alle aktiviteter af den overlevende server.
Det er simpelt rent teknisk at lave sådanne klyngesystemer, men alle applikationer skal være programmeret til klyngebrug, eller der skal være en mekanisme til at starte dem på den overlevende server.
Microsofts klyngeteknologi bygger på denne teknologi, der er arvet fra hedengangne Digital. Formålet med denne type af klynger er udelukkende at sikre systemets fejltolerance. De andre servere i en klynge skal være dimensioneret til at kunne klare den øgede belastning, sådan at belastningen fra en fejlende server ikke river den overtagende servere med ned, som derefter bliver reddet af ny servere, der heller ikke kan klare belastningen. Når systemet konfigureres, skal der bestemmes en såkaldt fail-over-strategi. Den skal bestemmes manuelt, idet der ikke er nogen automatik i denne form for klyngeteknologi.
Boks:
Opdelte servere
En opdelt server kan enten køre flere uafhængige kopier af et styresystem i hver sin opdeling eller for eksempel Unix/Linux i en opdeling og Windows 2000 server i en anden. Dør et styresystem i en af opdelingerne, mærker de andre det ikke. Rent teknologisk kan denne type løsninger være med eller uden hardwareunderstøttelse af opdelingerne, hvor de rene softwareløsninger er de svageste, men samtidig også de letteste at bygge.
Til hver opdeling er knyttet diske og netværkskomponenter, og styresystemet ser opdelingen som en helt separat maskine.
Derved kan alle applikationer i en virksomhed konsolideres på en enkelt server. Det betyder, at der opnås alle fordele ved kun at have en fysisk server-kasse i maskinstuen, samtidig med at applikationerne er isoleret fra hinanden, som de ville være på flere separate servere.
Løsningen er dermed ikke katastrofetolerant, idet en enkelt vandskade i maskinstuen vil kunne stoppe hele klyngen, og i sig selv er en opdelt server ikke fejltolerant, men den er en god basis for at kunne lave interne klyngesystemer. Fordelene ved denne type klynger ligger i besparelsen ved hardware, mulighed for hurtig kommunikation mellem de enkelte medlemmer i klyngen via serverens interne databus og mulighed for dynamisk at kunne variere kapaciteten af de enkelte opdelinger. En fordel ved opdelte servere er muligheden for at kunne flytte rundt på opdelingerne, så cpu'erne kan fordeles mellem de enkelte applikationer. Dynamisk opdeling er en teknologi, der giver mulighed for at fordele ressourcerne under drift.
