Dostosowywanie sieci do potrzeb aplikacji siatkowych

Coraz więcej firm interesuje się aplikacjami siatkowymi (grid), zastanawiając się, jak tego rodzaju technologia przekłada się na wydajność systemu informatycznego.

Coraz więcej firm interesuje się aplikacjami siatkowymi (grid), zastanawiając się, jak tego rodzaju technologia przekłada się na wydajność systemu informatycznego.

Przy pierwszym podejściu wydaje się, że nie ma tu bezpośredniego przełożenia, ponieważ większość firm decyduje się na przetwarzanie siatkowe, by lepiej wykorzystać swoje infrastruktury LAN i WAN. Jednak na dłuższą metę rozproszone przetwarzanie danych może skutkować tym, że system informatyczny trzeba będzie wzbogacić w nowe rozwiązania w takich obszarach, jak zapasowe połączenia, inteligentne oprogramowanie warstwy pośredniej (middleware) i usługi sieciowe charakteryzujące się wysoką dostępnością.

Najczęściej jest tak, że decydując się na aplikację siatkową, nie trzeba wprowadzać do infrastruktury sieciowej znaczących zmian. Należy jednak zwrócić uwagę na dwa czynniki: czy wydajność komputerów jest wystarczająco duża i czy są one odpowiednio połączone. Obciążenie sieci może wówczas wzrosnąć, tak iż nieraz należy się zastanowić, czy nie zwiększyć przepływności niektórych połączeń bądź pojemności pamięci masowych. Architekturę sieci można też udoskonalić, by system informatyczny był odporny na awarie (nadmiarowość połączeń).

Większość firm testujących aplikacje siatkowe stara się wykorzystać możliwości oferowane przez istniejące sieci (Ethernet 100 Mb/s i 1000 Mb/s oraz połączenia WAN).

Rozpraszając w odpowiedni sposób poszczególne aplikacje po całej strukturze siatki opartej na sieciach LAN lub WAN, administrator może znacznie zwiększyć wydajność aplikacji siatkowej bez potrzeby dokupywania dodatkowego sprzętu czy oprogramowania. Umiejętność polega na tym, aby w odpowiedni sposób wykorzystać to, co posiadamy.

W wielu firmach aplikacja siatkowa jest rozproszona w ramach intranetu. Internet jest wykorzystywany głównie przez instytucje akademickie. Niektóre firmy testują aplikację siatkową tylko w sieci LAN, po to aby na kolejnym etapie poszerzyć jej zasięg o następne połączenia WAN. To też jest dobra metoda.

Testując aplikację siatkową, może się okazać, że sieć trzeba przeprojektować lub wprowadzić do niej nowe usługi (np. przypisywanie poszczególnym strumieniom danych różnych priorytetów). Aplikacje siatkowe wymagają lepszych rozwiązań w obszarze redundancji, ponieważ są rozproszone po całej infrastrukturze sieciowej. W przypadku aplikacji pocztowych awarie nie są specjalnie groźne - wiadomość e-mail dotrze do adresata później. Aplikacja siatkowa może natomiast w większym stopniu odczuć skutki takiej awarii.

Modyfikowanie sieci

Aby aplikacja siatkowa działała efektywnie, nieraz sieć trzeba uzupełnić nowymi urządzeniami i opcjami. Rutery powinny pracować inteligentnie, czyli rozpoznawać typ danych i wiedzieć, jak je obsługiwać. Dane generowane przez aplikację siatkową powinny być obsługiwane inaczej niż dane webowe czy wiadomości pocztowe.

To samo może dotyczyć oprogramowania. W sieci, w której są uruchamiane aplikacje standardowe, administrowanie oprogramowaniem jest znacznie prostsze niż w sieci, w której działa aplikacja siatkowa.

Eksperci podkreślają, że aplikacje siatkowe mogą wpłynąć na rozwiązania wprowadzane do Internetu. Organizacje akademickie, biorące udział w jednym z największych tego typu przedsięwzięć (amerykański projekt TeraGrid pilotowany przez National Science Foundation), mają już pewne doświadczenia dotyczącego tego, jak aplikacje siatkowe wpływają na infrastrukturę sieci rdzeniowych 10 Gb/s. Problemem wtedy jest nie tylko wydajność sieci rdzeniowej, chociaż jest to bardzo ważne, ale i przepustowość urządzeń funkcjonujących na obrzeżach takiej sieci. To w tych miejscach tworzą się najczęściej "korki", które spowalniają pracę aplikacji siatkowej.

Kolejne zagadnienie - aplikacje siatkowe wymagają bliższego przyjrzenia się protokołom internetowym. Aplikacje te przesyłają olbrzymie ilości danych, dlatego pakiety powinny być jak najdłuższe, co zwiększa efektywność pracy protokołu TCP. Kalkulacja jest prosta - dwukrotnie zwiększając długość pakietów, dwukrotnie zmniejszamy liczbę pakietów transmitowanych przez sieć, która w takich warunkach działa wydajniej.

Dużą rolę odgrywa w takich środowiskach oprogramowanie middleware, które musi "rozumieć" topologię sieci i "wiedzieć", jak pracują zainstalowane w niej urządzenia, takie jak rutery czy przełączniki. Istota sprawy sprowadza się do tego, aby odejść od modelu obowiązującego w Internecie (dziesiątki tysięcy krótkich pakietów, które są agregowane na wyższych poziomach) na rzecz modelu, w którym jest mniejsza liczba, ale dużo dłuższych pakietów.

Eksperci twierdzą, że w przypadku dynamicznego rozwoju aplikacji siatkowych mogą one mieć niebagatelny wpływ na kształt przyszłych sieci prywatnych i publicznych. Będą to jednak zmiany, które pojawią się w dłuższym okresie. Proces przystosowania sieci do potrzeb aplikacji siatkowych - pod warunkiem że przetwarzanie rozproszone zostanie zaakceptowane przez szeroko rozumiany biznes - może potrwać nawet 10 lat.


TOP 200