基于IA架构高性能集群系统技术( 三 )



高性能服务器集群系统解决方案是一个true cluster系统,当一台节点机出现故障时,其他节点机仍旧可以正常工作,客户机的访问不会中断 。

图3 高可用性示意图

高性能服务器集群系统中大量采用冗余设备,如多台服务器、多台UPS、多台交换机、磁盘冗余(RAID),在存储设备中采用独立的两套CPU/内存子系统,甚至配置了两套为磁盘柜内存缓冲供电的电源系统,有效地屏蔽了单点失效的危险性,使整个系统的可靠性达到了99.99%以上 。

此方案的优势在于在正常工作状态下,四台服务器并行处理任务,没有资源闲置,且并行处理,大大提高系统总体处理能力;而当有一台或几台出现故障时,其他的服务器除执行自己的任务外,还接管其他节点的工作,因此负载加大,但整个集群系统仍在正常工作,客户机的访问不会中断,因为这是专门针对无法容忍停机的用户设计的,从根本上消除了停机因素 。出现故障的服务器只是简单地将其从阵列中移去,当这台服务器修理好后,无需人工干预即可重新加入到服务器阵列 。这就是我们所说的并行处理、永不停顿的含义 。

3.3 集中管理性能

在局域网中,有一台客户机做为管理控制台,在其上安装有数据库的管理控制台,用于管理并行数据库,可以同时监控四个节点上的数据库实例,实现启动、停止、监控运行性能等功能 。另外安装有网管系统,磁盘柜的管理控制台,UPS管理控制台等,实现集群系统的统一管理 。有的管理功能实现时只需要安装TCP/IP协议,有的则还需要安装SNMP协议才能正常工作 。

用于管理的应用程序


3.4可扩展性能 。

高性能服务器集群系统是基于2节点或4节点的集群,可达16个或32个CPU,内存最大支持32GB 。2节点或4节点构成一个工作单元 。

先使用一个工作单元进行数据处理,随着业务的发展,当发现处理能力不足时,可再级联第二个工作单元,即可获得处理性能的提高 。这体现了cluster系统很好的可扩展性 。

四节点的服务器并行处理能力是否能达到单台服务器处理能力的四倍呢?

不能 。二节点的服务器并行处理能力基本能达到单台服务器处理能力的二倍,但四节点的服务器并行处理能力只能达到单台服务器处理能力的三倍多 。因为当节点数增多时,用于cluster系统管理耗费的资源会上升,对系统的总处理能力影响增大 。

3.5 Vi的高速传输性能 。

VI是Visual Interface的简称,可直译为“虚拟接口”,是一种用于服务器和服务器之间的通讯技术 。严格来讲,VI是一种工业标准,支持它的企业和机构至少有上百家,其中包括INTEL、COMPAQ、IBM、HP、MICROSOFT等国际知名厂商 。它并不代表是某种硬件或软件设备,而是一种特殊的网络通讯协议,凡是符合这种通讯协议的网络设备,我们就称之为VI设备 。有时也称这种设备为VIA(Visual Interface Architecture)设备,即“虚拟接口架构”设备 。

VI设备的特点是高传输速率—大于1.25Gb/S,甚至高于目前的千兆交换网络设备(千兆交换设备的传输速率为1Gb/S),而且由于它使用了特殊的通讯协议,而不是传统的OSI7层传输协议,在数据的传送速度上要远远高于普通的千兆交换设备 。高性能服务器集群系统在服务器彼此之间互相交换数据方面采用了最新的通讯技术,即采用了vi结构的通讯卡,实现服务器之间高速数据交换 。

传统的数据传输(UDP/IP) 采用VI技术


当然也可以用千兆网卡和千兆交换机实现服务器之间的数据交换,但最主要的差别在于,服务器之间的数据交换速度与vi结构的通讯卡相比慢很多 。千兆网卡和千兆交换机实现数据交换必须通过TCP/IP的七层协议,而vi结构的通讯卡可以绕过TCP/IP的七层协议,实现应用程序直接访问vi结构的通讯卡,即直接与硬件设备进行数据交换,速度非常高,1.25Gb/s,大大减少CPU资源占用 。在cluster系统中,服务器之间数据交换的速度直接影响整体系统性能,在节点数越多的情况下,影响越显著,甚至成为系统性能的瓶径,因为进程在多个节点之间的协调占用了大部分的系统资源 。

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