VMSкластер

VMScluster VAXcluster , первоначально известный как , , представляет собой компьютерный кластер включающий группу компьютеров под управлением операционной системы OpenVMS . В то время как тесно связанные многопроцессорные системы используют одну копию операционной системы , VMScluster слабо связан : на каждой машине работает своя собственная копия OpenVMS, но дисковое хранилище, менеджер блокировок и домен безопасности являются общими для всего кластера, обеспечивая единую систему. изображения абстракция . Компьютеры могут присоединяться к кластеру VMS или покидать его, не затрагивая остальную часть кластера. Для повышения доступности VMSclusters поддерживает использование двухпортовых дисков, подключенных к двум машинам или контроллерам хранения одновременно.

Первоначальный выпуск

Digital Equipment Corporation (DEC) впервые анонсировала VAXclusters в мае 1983 года. На этом этапе кластеризация требовала специализированного коммуникационного оборудования, а также некоторых серьезных изменений в подсистемах низкого уровня в VMS. Программное и аппаратное обеспечение были разработаны совместно. Поддержка VAXcluster была впервые добавлена ​​в VAX/VMS V4.0, выпущенном в 1984 году. Эта версия поддерживала кластеризацию только через собственную технологию Computer Interconnect (CI) DEC.

В центре каждого кластера находился звездообразный соединитель , к которому каждый узел (компьютер) и устройство хранения данных в кластере подключались одной или двумя парами кабелей CI . Каждая пара кабелей имела скорость передачи 70 мегабит в секунду, высокую скорость для того времени. Использование двух пар дало совокупную скорость передачи 140 мегабит в секунду с резервированием на случай выхода из строя одного кабеля; звездообразные соединители также имели резервную проводку для большей доступности.

Каждый кабель CI подключен к своему компьютеру через порт CI , который может отправлять и получать пакеты без участия процессора. Чтобы отправить пакет, ЦП нужно было всего лишь создать небольшую структуру данных в памяти и добавить ее в очередь «отправки»; аналогичным образом порт CI будет добавлять каждое входящее сообщение в очередь приема. Испытания показали, что VAX-11/780 может отправлять и получать 3000 сообщений в секунду, хотя номинально это была машина со скоростью 1 MIPS . Тесно связанный протокол управления запоминающими устройствами (MSCP) обеспечивал столь же высокую производительность подсистемы запоминающих устройств. Кроме того, пакеты MSCP очень легко переносились через CI, обеспечивая удаленный доступ к устройствам хранения данных.

VAXclustering была первой системой кластеризации, добившейся коммерческого успеха, и стала основным аргументом в пользу систем VAX.

Более поздние события

В 1986 году DEC добавила поддержку VAXclustering в свои миникомпьютеры MicroVAX , работающие через Ethernet вместо специального оборудования. (LAVc) не давали преимуществ высокой доступности оборудования CI, Хотя эти локальные кластеры VAX они предоставили привлекательный путь расширения для покупателей бюджетных миникомпьютеров. LAVc также позволял бездисковым спутниковым узлам загружаться по сети, используя системный диск загрузочного узла .

Более поздние версии OpenVMS (V5.0 и новее) поддерживали VAXclusters со «смешанными соединениями» (с использованием как CI, так и Ethernet), а также VAXclustering через DSSI ( Digital Systems and Storage Interconnect ), SCSI и FDDI , среди других транспортных средств. В конце концов, когда стали доступны широкополосные сети с высокой пропускной способностью, кластеризация была расширена, чтобы обеспечить спутниковые каналы передачи данных и междугородные наземные каналы. Это позволило создать катастрофоустойчивые кластеры ; разместив один кластер VAXcluster в нескольких различных географических регионах, он сможет пережить сбои инфраструктуры и стихийные бедствия.

VAXclustering во многом способствовало появление терминальных серверов, использующих протокол LAT . Предоставив обычным последовательным терминалам доступ к хост-узлам через Ethernet, любой терминал получил возможность быстро и легко подключиться к любому хост-узлу. Это значительно упростило переключение пользовательских терминалов с одного узла кластера на другой.

Поддержка кластеризации через TCP/IP была добавлена ​​в OpenVMS версии 8.4, выпущенной в 2010 году. Поскольку Gigabit Ethernet стал обычным явлением и 10 Gigabit Ethernet появился , стандартных сетевых кабелей и карт вполне достаточно для поддержки кластеризации VMS.

Функции

OpenVMS поддерживает до 96 узлов в одном кластере и позволяет создавать кластеры со смешанной архитектурой, в которых системы VAX и Alpha или системы Alpha и Itanium могут сосуществовать в одном кластере (различные организации продемонстрировали кластеры с тройной архитектурой и конфигурации кластеров с до 150 узлов, но эти конфигурации официально не поддерживаются).

В отличие от многих других решений для кластеризации, VMScluster предлагает прозрачное и полностью распределенное чтение-запись с блокировкой на уровне записи, что означает, что к одному и тому же диску и даже одному и тому же файлу могут получить доступ сразу несколько узлов кластера; блокировка происходит только на уровне одной записи файла, которая обычно представляет собой одну строку текста или одну запись в базе данных. Это позволяет создавать высокодоступные серверы баз данных с многократной избыточностью.

Соединения кластера могут простираться на расстояние более 500 миль (800 км), что позволяет узлам-членам располагаться в разных зданиях офисного кампуса или в разных городах.

Затенение томов на основе хоста позволяет затенять (зеркалировать) тома (одного или разных размеров) на нескольких контроллерах и нескольких хостах, что позволяет создавать катастрофоустойчивые среды.

Программистам приложений доступен полный доступ к диспетчеру распределенных блокировок (DLM), что позволяет приложениям координировать произвольные ресурсы и действия на всех узлах кластера. Это включает в себя координацию на уровне файлов, но ресурсы, действия и операции, которые можно координировать с помощью DLM, совершенно произвольны.

Благодаря поддержке возможности последовательного обновления и использованию нескольких системных дисков конфигурации кластера можно поддерживать в режиме онлайн и постепенно обновлять. Это позволяет конфигурациям кластера продолжать обеспечивать доступ к приложениям и данным, в то время как подмножество узлов-членов обновляется до более новых версий программного обеспечения. Время безотказной работы кластера часто измеряется годами, при этом самый длительный срок безотказной работы на данный момент составляет не менее шестнадцати лет.

Дальнейшее чтение

• Нэнси П. Кроненберг, Генри М. Леви, Уильям Д. Стрекер, «VAXcluster: тесно связанная распределенная система» . Транзакции ACM в компьютерных системах 4 (2), 1986 г.
• DIGITAL Технический журнал   3 (3), 1991 г. Этот выпуск был посвящен VAXclusters и сетям FDDI. (В архиве в виде PDF-файлов.)