Klaster Windows NT

Digital Equipment Corp. umożliwił połączenie w klaster dwóch serwerów z Windows NT.

Digital Equipment Corp. umożliwił połączenie w klaster dwóch serwerów z Windows NT.

Klaster to grupa luźno związanych ze sobą serwerów, które zachowują się i są zarządzane tak jakby były jednym systemem. Przewagą klastra nad pojedynczym serwerem wieloprocesorowym o dużej wydajności jest jego wysoka bezawaryjność (zarówno procesorów, jak i pamięci operacyjnej i dyskowej, a także wykonywanych aplikacji). W razie awarii jednego z serwerów jego obowiązki przejmują natychmiast inne, pracujące w tym samym klastrze.

W typowym środowisku klient/serwer sieci LAN pojedynczy serwer oferuje usługi plikowe, wydruku i aplikacji grupie komputerów-klientów. W klastrze nie ma już pojęcia pojedynczego serwera. Choć użytkownik "widzi" klaster w sieci jako pojedynczą maszynę, w rzeczywistości ma do czynienia z grupą współpracujących ze sobą serwerów. Ta

integracja wielu maszyn w jeden organizm realizowana jest przez specjalne oprogramowanie instalowane zarówno po stronie serwerów jak i klientów.

Jedną z najważniejszych zalet technologii klastrowej jest możliwość prostego jej skalowania. Nowe mogą być dołączone do klastra w dowolnym momencie zwiększając jego wydajność i podnosząc bezawaryjność.

Byli szybsi

Dotychczas technologia klastrowa dostępna była wyłącznie na platformach unixowych. Półtora roku temu firma Microsoft zdecydowała się na opracowanie klastrów, które pracowałyby w środowisku Windows NT. Analitycy rynku podejrzewali, że Microsoft wybierze do opracowania tego rozwiązania firmę Digital, lidera technologii klastrowej, a jednocześnie jednego ze swoich dwóch strategicznych partnerów (obok Compaqa). Stało się jednak inaczej, Microsoft wybrał Compaqa, który wspólnie z firmą Tandem zrealizować ma projekt Wolfpack - klastry dla Windows NT.

Równolegle prace nad klastrami dla Windows NT rozpoczęła firma Digital, posiadająca zaplecze techniczne do realizacji tego projektu. W połowie maja odbyła się premiera klastrów dla Windows NT opracowanych przez Digital Equipment Corp.

Jak to działa?

Jako priorytetowy cel przy realizacji klastrów dla Windows NT Digital postawił sobie zadanie udostępnienia wszystkim klientom NT w taki sam sposób tych samych zasobów i usług, co dostępna obecnie wersja systemu. Zadanie to osiągnięto przez wsparcie dla najpopularniejszych protokołów komunikacyjnych - NetBEUI, TCP/IP i IPX/SPX. Stacja kliencka dostaje się do klastra w taki sam sposób, jak do normalnej domeny Windows NT. Co ciekawsze klaster, zawsze oferuje jej zasoby najbardziej dla niej optymalne (w zależności od rodzaju żądania odpowiada inny serwer pracujący w klastrze odpowiedzialny za jego realizację).

Dostępny obecnie klaster NT Digitala pracuje zarówno na platformie Intel, jak i RISC. Niemożliwe jest jednak, jak na razie, stosowanie różnych platform systemowych w jednym klastrze. Sytuacja będzie inna dopiero wtedy, gdy Microsoft dokona zmian w swoim systemie operacyjnym. Wynika to z różnic w systemie plikowym Windows NT na platformach Alpha i Intel.

W obrębie klastra wykorzystywana jest w pełni redundancja zasobów, takich jak procesor, pamięć i nośniki informacji, łącza komunikacyjne itp. Dzięki temu oferuje on dwa poziomy zabezpieczania przed awariami: programowy, chroniący przed przerwami w pracy aplikacji, i sprzętowy, przydatny w przypadku awarii sprzętu.

Połączenie serwerów

W klastrze Windows NT wykorzystywane są dwa rodzaje połączeń: procesor-procesor i procesor-pamięć dyskowa. Pierwszy rodzaj połączenia realizowany jest na podstawie standardowych mechanizmów komunikacyjnych Windows NT - protokoły TCP/IP, IPX/SPX lub technologię LAN Manager i łącza Ethernet lub FDDI. Połączenie pamięci dyskowej wykonywane jest przez wspólną magistralę SCSI. W przyszłości w tym celu wykorzystywana ma być architektura Serial SCSI, taka jak SSA lub Fibrechannel. Pozwoli to wyeliminować istotne obecnie ograniczenia, takie jak długość kabli SCSCI czy liczba obsługiwanych urządzeń.

Zastosowanie oddzielnego połączenia przez Ethernet ma dwa cele. Po pierwsze, znacznie minimalizuje taki problem, jak awaria łącza między serwerami pracującymi w klastrze, a po drugie - chroni przed "fałszywymi" awariami - kiedy jeden serwer sądzi, że drugi uległ awarii i zaczyna wtedy uruchamiać procedurę odtwarzania systemu po awarii (wystąpić to może w przypadku gdy nastąpi awaria podstawowego łącza sieciowego wykorzystywanego do komunikacji z użytkownikami sieci przy braku innego sposobu łączności).

Dostęp do danych w klastrze

Mówiąc w uproszczeniu, technologia klient/serwer polega na rozbiciu aplikacji lub pewnych rozwiązań na kilka systemów. Zazwyczaj oprogramowanie klienckie, pracujące na stacji użytkownika, dokonuje inicjacji pewnego procesu, który w dalszej kolejności wykonywany jest przez jeden lub więcej serwerów. Klaster Windows NT zapewnia równy, chociaż niejednoczesny, dostęp do dowolnych zasobów pracujących na serwerach klastra. Choć zasoby te lub usługi rozmieszczone mogą być na różnych serwerach, klient widzi je tak, jakby oferowane były przez jedną maszynę.

Obecnie istnieją dwa modele technologii klastrowej: model współdzielonych zasobów (shared everything model) i model rozdzielonych zasobów (partitioned data model). Pierwszy z modeli traktowany może być jako symetryczny - wszystkie serwery wyposażone są w to samo oprogramowanie i realizują zapytania klientów równolegle, równomiernie rozkładając między sobą obciążenie. Model rozdzielonych zasobów traktowany może być jako asymetryczny - odpowiedzi na zapytania wykonywane są tylko przez ten serwer, który dedykowany jest do ich realizacji.

Klaster Windows NT to rozwiązanie zbudowane na bazie modelu rozdzielonych zasobów. Obciążenie serwerów zadaniami nie jest rozkładane równomiernie, lecz podzielone jest sztywno między poszczególne maszyny. Skalowalność w takim rozwiązaniu osiągana jest dzięki w miarę równomiernemu rozłożeniu zadań między poszczególnymi serwerami.

Klaster NT pozwala jednak emulować model współdzielonych zasobów, szczególnie w dziedzinie baz danych. Zarówno w jednym, jak i drugim modelu użytkownik widzi klaster jako pojedynczy system.

Dostępność

Aby zapewnić wysoką bezawaryjność i dostępność systemu komputerowego nawet po kilku awariach, klaster musi wyposażony być w mechanizmy umożliwiające przechwytywanie zadań realizowanych przez uszkodzone komponenty przez inne serwery pracujące w klastrze. Co więcej, realizacja tych zadań musi być kontynuowana bez przerwy w pracy zauważalnej przez użytkownika.

W klastrze Windows NT wszystkie zasoby i usługi są łączone w grupy. Jeśli któryś z tych zasobów lub usług wykryje awarię, wtedy cała grupa wraz z realizowanymi przez nią zadaniami przenoszona jest na alternatywny serwer. Każda grupa powinna więc łączyć aplikację i wszystkie wykorzystywane przez nią zasoby, tak by możliwa była jej praca po odtworzeniu po awarii (np. aplikacja Server powinna być zgrupowana z dyskami, na których przechowywana jest baza danych).

Wysoki poziom zabezpieczeń nie oznacza jednak, że można zrezygnować ze stosowanych dotąd metod ochrony przez skutkami awarii. Dlatego warto, by serwery pracowały na oddzielnych zasilaczach awaryjnych i wyposażone były w dyski pracujące w systemie RAID.

Strategia

Wersja 1.0 klastrów Digitala weszła na rynek wcześniej niż planowano. Jeszcze na początku roku Digital zapowiadał, że premiera nastąpi między czerwcem a sierpniem br.

Rozwiązanie Digitala ma być w pełni zgodne z rozwiązaniem opracowywanym przez Microsoft i Comapaqa zapowiedzianym na początek 1997 r. Przedstawiciele Digitala twierdzą, że gdy produkt Compaqa pojawi się już na rynku, to firma przestanie rozwijać własną wersję klastrów dla Windows NT. Zajmie się jednak dostarczaniem rozwiązań pracujących na bazie klastrów opracowanych wspólnie przez Microsoft, Compaqa i Tandem, takich jak: narzędzia do administracji klastrem oraz technologie umożliwiające jego wydajniejszą pracę (np. Memory Channel).

Jak na razie, klaster NT obsługiwać może tylko dwa serwery. Jak zapowiada Digital sytuacja ta ma się jednak wkrótce zmienić. Wraz z oprogramowaniem klastra dostarczane jest oprogramowanie klienckie dedykowane dla systemów Windows for Workgroups 3.11, Windows 95, Windows NT 3.51. Inni klienci, tacy jak Mac, OS/2 i MS-DOS, także mogą korzystać z możliwości oferowanych przez klastry, ale muszą znać nazwę serwera, do którego są podłączone, a w przypadku awarii wymagają ręcznego podłączenia do innego serwera.

Wspomagane oprogramowanie

Jedyne oprogramowanie, które w pełni wykorzystuje możliwości klastra NT co do odtwarzania systemu po awarii jednego z serwerów i dynamicznej dystrybucji zadań na inne maszyny, to Microsoft SQL Server 6.5 i Oracle Workgroup 7.x. Produkty, które czekają na przystosowanie do pracy z klastrami Digitala, to Informix, Sybase, Exchange, Lotus Notes oraz oprogramowanie serwerów internetowych.

Jak na razie, klastry nie radzą sobie także z odtwarzaniem usług NetWare file and print services pracujących na serwerach NT.

Ceny

Oprogramowanie klastra Windows NT można kupić w cenie 995 USD za serwer. Choć produkt zamówić można już dziś jego dostarczanie do klientów rozpocznie się dopiero 28 czerwca. Wszystkim klientom, którzy nabędą klastry do 30 września, Digital oferuje do tego terminu darmowe wsparcie techniczne. Dodatkowe informacje o klastrze NT uzyskać można pod internetowym adresem http://www.windowsnt.digital.com/.