Pojedynczy obraz systemu - Single system image

W rozproszonych , A układu pojedynczego obrazu ( SSI ) klastra jest klaster maszyn, które wydaje się być jeden system. Pojęcie to jest często uważane za synonim koncepcji rozproszonego systemu operacyjnego , ale pojedynczy obraz może być prezentowany w bardziej ograniczonych celach, na przykład po prostu do planowania zadań , co można osiągnąć za pomocą dodatkowej warstwy oprogramowania w porównaniu z konwencjonalnymi obrazami systemu operacyjnego działającymi na każdym węźle . Zainteresowanie klastrami SSI wynika z przekonania, że ​​mogą one być prostsze w użyciu i administrowaniu niż klastry bardziej wyspecjalizowane.

Różne systemy SSI mogą stanowić mniej lub bardziej kompletną iluzję jednego systemu.

Cechy systemów klastrowych SSI

Różne systemy SSI mogą, w zależności od ich przeznaczenia, zapewniać pewien podzbiór tych funkcji.

Migracja procesowa

Główny artykuł: Migracja procesów

Wiele systemów SSI zapewnia migrację procesów . Procesy mogą rozpoczynać się w jednym węźle i być przenoszone do innego, być może z powodów związanych z równoważeniem zasobów lub administracją. Gdy procesy są przenoszone z jednego węzła do drugiego, inne powiązane zasoby (na przykład zasoby IPC ) mogą być przenoszone wraz z nimi.

Punkty kontrolne procesu

Niektóre systemy SSI umożliwiają punkt kontrolny uruchomionych procesów, umożliwiając zapisanie ich aktualnego stanu i ponowne załadowanie w późniejszym terminie. Punkty kontrolne można postrzegać jako związane z migracją, ponieważ migrację procesu z jednego węzła do drugiego można wdrożyć, najpierw umieszczając punkt kontrolny w procesie, a następnie uruchamiając go ponownie w innym węźle. Alternatywnie tworzenie punktów kontrolnych można traktować jako migrację na dysk .

Pojedyncza przestrzeń procesowa

Niektóre systemy SSI dają złudzenie, że wszystkie procesy działają na tej samej maszynie - narzędzia do zarządzania procesami (np. „Ps”, „kill” w systemach uniksowych ) działają na wszystkich procesach w klastrze.

Pojedynczy root

Większość systemów SSI zapewnia pojedynczy widok systemu plików. Można to osiągnąć za pomocą prostego serwera NFS , współdzielonych urządzeń dyskowych, a nawet replikacji plików.

Zaletą widoku pojedynczego katalogu głównego jest to, że procesy mogą być uruchamiane w dowolnym dostępnym węźle i uzyskiwać dostęp do potrzebnych plików bez specjalnych środków ostrożności. Jeśli klaster implementuje migrację procesów, pojedynczy widok katalogu głównego umożliwia bezpośredni dostęp do plików z węzła, w którym proces jest aktualnie uruchomiony.

Niektóre systemy SSI zapewniają sposób „przełamania iluzji”, mając niektóre pliki specyficzne dla węzła nawet w jednym katalogu głównym. HP TruCluster zapewnia „kontekstowe łącze symboliczne” (CDSL), które wskazuje różne pliki w zależności od węzła, który uzyskuje do niego dostęp. HP VMScluster udostępnia logiczną nazwę listy wyszukiwania z plikami specyficznymi dla węzła, które w razie potrzeby obejmują pliki udostępnione klastra. Ta możliwość może być konieczna do obsługi heterogenicznych klastrów, w których nie wszystkie węzły mają taką samą konfigurację. W bardziej złożonych konfiguracjach, takich jak wiele węzłów o wielu architekturach w wielu lokacjach, kilka dysków lokalnych może łączyć się, tworząc logiczny pojedynczy katalog główny.

Pojedyncza przestrzeń we / wy

Niektóre systemy SSI umożliwiają wszystkim węzłom dostęp do urządzeń I / O (np. Taśm, dysków, linii szeregowych itp.) Innych węzłów. Mogą istnieć pewne ograniczenia dotyczące dozwolonych rodzajów dostępu (na przykład OpenSSI nie może montować urządzeń dyskowych z jednego węzła w innym węźle).

Pojedyncza przestrzeń IPC

Niektóre systemy SSI umożliwiają procesom w różnych węzłach komunikację przy użyciu mechanizmów komunikacji między procesami , tak jakby działały na tej samej maszynie. W niektórych systemach SSI może to nawet obejmować pamięć współdzieloną (może być emulowana z pamięcią współdzieloną Software Distributed ).

W większości przypadków IPC między węzłami będzie wolniejsze niż IPC na tej samej maszynie, prawdopodobnie znacznie wolniejsze w przypadku pamięci współdzielonej. Niektóre klastry SSI zawierają specjalny sprzęt, aby zmniejszyć to spowolnienie.

Adres IP klastra

Niektóre systemy SSI udostępniają „ adres IP klastra ”, pojedynczy adres widoczny spoza klastra, którego można używać do kontaktowania się z klastrem tak, jakby był to jeden komputer. Można to wykorzystać do równoważenia obciążenia wywołań przychodzących do klastra, kierując je do słabo obciążonych węzłów lub w celu nadmiarowości, przenosząc adres klastra z jednej maszyny na drugą, gdy węzły dołączają do klastra lub opuszczają go.

Przykłady

Przykłady tutaj obejmują platformy komercyjne z możliwościami skalowania, pakiety / struktury do tworzenia systemów rozproszonych, a także te, które faktycznie implementują pojedynczy obraz systemu.

Właściwości SSI różnych systemów klastrowych
Nazwa Migracja procesowa Punkt kontrolny procesu Pojedyncza przestrzeń procesowa Pojedynczy root Pojedyncza przestrzeń we / wy Pojedyncza przestrzeń IPC Adres IP klastra Model źródłowy Ostatnia data wydania Obsługiwany system operacyjny
Ameba tak tak tak tak Nieznany tak Nieznany otwarty 30 lipca 1996 Ojczysty
AIX TCF Nieznany Nieznany Nieznany tak Nieznany Nieznany Nieznany Zamknięte 30 marca 1990 AIX PS / 2 1.2
NonStop Guardian tak tak tak tak tak tak tak Zamknięte 2018 NonStop OS
Piekło Nie Nie Nie tak tak tak Nieznany otwarty 4 marca 2015 r Natywny, Windows , Irix , Linux , OS X , FreeBSD , Solaris , Plan 9
Kerrighed tak tak tak tak Nieznany tak Nieznany otwarty 14 czerwca 2010 Linux 2.6.30
LinuxPMI tak tak Nie tak Nie Nie Nieznany otwarty 18 czerwca 2006 Linux 2.6.17
UMIEJSCOWIENIE tak Nieznany tak tak tak tak Nieznany Zamknięte 1988 Ojczysty
MOSIX tak tak Nie tak Nie Nie Nieznany Zamknięte 24 października 2017 r Linux
openMosix tak tak Nie tak Nie Nie Nieznany otwarty 10 grudnia 2004 Linux 2.4.26
Open-Sharedroot Nie Nie Nie tak Nie Nie tak otwarty 1 września 2011 Linux
OpenSSI tak Nie tak tak tak tak tak otwarty 18 lutego 2010 Linux 2.6.10 ( Debian , Fedora )
Plan 9 Nie Nie Nie tak tak tak tak otwarty 9 stycznia 2015 Ojczysty
Krasnoludek tak Nieznany Nie tak tak Nie Nieznany otwarty 1992 Ojczysty
TidalScale tak Nie tak tak tak tak tak Zamknięte 17 sierpnia 2020 r Linux , FreeBSD
TruCluster Nie Nieznany Nie tak Nie Nie tak Zamknięte 1 października 2010 Tru64
VMScluster Nie Nie tak tak tak tak tak Zamknięte 8 kwietnia 2021 r OpenVMS
z / VM tak Nie tak Nie Nie tak Nieznany Zamknięte 11 listopada 2016 r Ojczysty
Klastry UnixWare NonStop tak Nie tak tak tak tak tak Zamknięte Czerwiec 2000 UnixWare
  1. ^ Wiele klastrów SSI opartych na Linuksie może używać Linux Virtual Server do implementacji pojedynczego adresu IP klastra
  2. ^ Zielony oznacza, że ​​oprogramowanie jest aktywnie rozwijane
  3. ^ Rozwój Amoeba jest prowadzony przez dr Stefana Bosse z BSS Lab Archived 2009-02-03 w Wayback Machine
  4. ^ Guardian90 TR90.8 Na podstawie badań i rozwoju przeprowadzonych przez Tandem Computers c / o Andrea Borr w [1]
  5. ^ LinuxPMI jest następcą openMosix
  6. ^ LOCUS został użyty do stworzenia IBM AIX TCF
  7. ^ LOCUS użył nazwanych potoków dla IPC
  8. ^ openMosix był widelcem MOSIX
  9. ^ Open-Sharedroot to współużytkowany klaster główny firmy ATIX
  10. ^ Klastry UnixWare NonStop były podstawą dla OpenSSI

Zobacz też

Uwagi

  1. ^ na przykład może być konieczne przeniesienie długotrwałych procesów z węzła, który ma zostać zamknięty w celu konserwacji
  2. ^ Punktowanie kontrolne jest szczególnie przydatne w klastrach używanych do obliczeń o wysokiej wydajności , pozwalając uniknąć utraty pracy w przypadku ponownego uruchomienia klastra lub węzła.
  3. ^ „opuszczenie klastra” jest często eufemizmem określającym awarię

Bibliografia