Единый образ системы - Single system image

В распределенных вычислений, а единый образ системы (SSI) кластер является кластер машин, которые кажутся единой системой.[1][2][3] Это понятие часто считается синонимом понятия распределенная операционная система,[4][5] но одно изображение может быть представлено для более ограниченных целей, просто планирование работы например, что может быть достигнуто с помощью дополнительного уровня программного обеспечения по сравнению с обычными образы операционной системы работает на каждом узел.[6] Интерес к кластерам SSI основан на восприятии того, что они могут быть проще в использовании и администрировании, чем более специализированные кластеры.

Различные системы SSI могут дать более или менее полную иллюзию единой системы.

Особенности систем кластеризации SSI

Различные системы SSI могут, в зависимости от их предполагаемого использования, предоставлять некоторые подмножества этих функций.

Миграция процесса

Основная статья: Миграция процесса

Многие системы SSI предоставляют миграция процесса.[7]Процессы могут запускаться на одном узел и быть перемещенным на другой узел, возможно, для балансировка ресурсов или по административным причинам.[примечание 1] Когда процессы перемещаются с одного узла на другой, другие связанные ресурсы (например, МПК ресурсы) можно перемещать вместе с ними.

Контрольные точки процесса

Некоторые системы SSI позволяют контрольно-пропускной пункт запущенных процессов, позволяя сохранить их текущее состояние и перезагрузить их позже.[заметка 2]Контрольные точки можно рассматривать как связанные с миграцией, поскольку миграцию процесса с одного узла на другой можно реализовать, сначала установив контрольную точку процесса, а затем перезапустив его на другом узле. В качестве альтернативы контрольную точку можно рассматривать как миграция на диск.

Единое технологическое пространство

Некоторые системы SSI создают иллюзию, что все процессы выполняются на одном компьютере - инструменты управления процессами (например, «ps», «kill» на Unix подобные системы) работают со всеми процессами в кластере.

Единый корень

Большинство систем SSI обеспечивают единое представление файловой системы. Это может быть достигнуто простым NFS сервер, общие дисковые устройства или даже репликация файлов.

Преимущество единого корневого представления заключается в том, что процессы могут запускаться на любом доступном узле и получать доступ к необходимым файлам без особых мер предосторожности. Если кластер реализует миграцию процесса, единое корневое представление обеспечивает прямой доступ к файлам с узла, на котором в настоящее время выполняется процесс.

Некоторые системы SSI предоставляют способ «разбить иллюзию», имея некоторые специфичные для узла файлы даже в одном корне. HP TruCluster предоставляет «контекстно-зависимую символическую ссылку» (CDSL), которая указывает на разные файлы в зависимости от узла, который обращается к нему. HP VMScluster предоставляет логическое имя списка поиска с файлами, специфичными для узла, при необходимости закрывая общие файлы кластера. Эта возможность может быть необходима для работы с неоднородный кластеры, в которых не все узлы имеют одинаковую конфигурацию. В более сложных конфигурациях, таких как несколько узлов с несколькими архитектурами на нескольких сайтах, несколько локальных дисков могут объединяться для формирования единого логического корня.

Единое пространство ввода / вывода

Некоторые системы SSI позволяют всем узлам получать доступ к устройствам ввода-вывода (например, лентам, дискам, последовательным линиям и т. Д.) Других узлов. Могут быть некоторые ограничения на виды разрешенного доступа (например, OpenSSI не может монтировать дисковые устройства с одного узла на другой узел).

Единое пространство IPC

Некоторые системы SSI позволяют процессам на разных узлах обмениваться данными, используя межпроцессное взаимодействие механизмы, как если бы они работали на одной машине. В некоторых системах SSI это может даже включать Общая память (можно эмулировать с помощью Программное обеспечение Распределенная разделяемая память ).

В большинстве случаев IPC между узлами будет медленнее, чем IPC на той же машине, возможно, значительно медленнее для разделяемой памяти. Некоторые кластеры SSI включают специальное оборудование для уменьшения этого замедления.

IP-адрес кластера

Некоторые системы SSI предоставляют «адрес кластера», единственный адрес, видимый извне кластера, который можно использовать для связи с кластером, как если бы это была одна машина. Это можно использовать для балансировки нагрузки входящих вызовов в кластер, направляя их на слабо загруженные узлы, или для избыточности, перемещая адрес кластера с одного компьютера на другой, когда узлы присоединяются к кластеру или покидают его.[заметка 3]

Примеры

Примеры здесь варьируются от коммерческих платформ с возможностями масштабирования до пакетов / фреймворков для создания распределенных систем, а также тех, которые фактически реализуют единый образ системы.

SSI Свойства различных систем кластеризации
имяМиграция процессаКонтрольная точка процессаЕдиное технологическое пространствоЕдиный кореньЕдиное пространство ввода / выводаЕдиное пространство IPCIP-адрес кластера[t 1]Исходная модельПоследняя дата выпуска[t 2]Поддерживаемая ОС
Амеба[t 3]дадададаНеизвестнодаНеизвестноОткрыто30 июля 1996 г.Родной
AIX TCFНеизвестноНеизвестноНеизвестнодаНеизвестноНеизвестноНеизвестноЗакрыто30 марта 1990 г.[8]AIX PS / 2 1.2
HP NSK Guardian[t 4]дададададададаЗакрыто2018Родной, OSS
InfernoНетНетНетдададаНеизвестноОткрыто4 марта 2015 г.Родной, Windows, Ирикс, Linux, OS X, FreeBSD, Солярис, План 9
KerrighedдадададаНеизвестнодаНеизвестноОткрыто14 июня 2010 г.Linux 2.6.30
LinuxPMI[t 5]дадаНетдаНетНетНеизвестноОткрыто18 июня 2006 г.Linux 2.6.17
LOCUS[t 6]даНеизвестнодададада[t 7]НеизвестноЗакрыто1988Родной
MOSIXдадаНетдаНетНетНеизвестноЗакрыто24 октября 2017 г.Linux
openMosix[t 8]дадаНетдаНетНетНеизвестноОткрыто10 декабря 2004 г.Linux 2.4.26
Открытый общий корень[т 9]НетНетНетдаНетНетдаОткрыто1 сентября 2011 г.[9]Linux
OpenSSIдаНетдададададаОткрыто18 февраля 2010 г.Linux 2.6.10 (Debian, Fedora )
План 9Нет[10]НетНетдадададаОткрыто9 января 2015 г.Родной
СпрайтдаНеизвестноНетдадаНетНеизвестноОткрыто1992Родной
Приливная шкаладаНетдададададаЗакрыто17 августа 2020 г.Linux, FreeBSD
TruClusterНетНеизвестноНетдаНетНетдаЗакрыто1 октября 2010 г.Tru64
VMSclusterНетНетдададададаЗакрыто10 июля 2017 г.OpenVMS
z / VMдаНетдаНетНетдаНеизвестноЗакрыто11 ноября 2016 г.Родной
Кластеры UnixWare NonStop[t 10]даНетдададададаЗакрытоИюнь 2000 г.UnixWare
  1. ^ Многие из Linux кластеры SSI на базе могут использовать Виртуальный сервер Linux реализовать единый IP-адрес кластера
  2. ^ Зеленый означает, что программное обеспечение активно развивается
  3. ^ Амеба разработка ведется доктором Стефаном Боссе в BSS Lab В архиве 2009-02-03 в Wayback Machine
  4. ^ Guardian90 TR90.8 По результатам исследований и разработок компании Tandem Computers c / o Андреа Борр, [1]
  5. ^ LinuxPMI является преемником openMosix
  6. ^ LOCUS был использован для создания IBM AIX TCF
  7. ^ LOCUS используемый именованные каналы для IPC
  8. ^ openMosix был форком MOSIX
  9. ^ Открытый общий корень это общий корневой кластер от ATIX
  10. ^ Кластеры UnixWare NonStop была базой для OpenSSI

Смотрите также

Заметки

  1. ^ например, может потребоваться переместить длительные процессы с узла, который должен быть закрыт для обслуживания
  2. ^ Контрольные точки особенно полезны в кластерах, используемых для высокопроизводительные вычисления, чтобы избежать потери работы в случае перезапуска кластера или узла.
  3. ^ "выход из кластера" часто является эвфемизмом для обозначения сбоя

использованная литература

  1. ^ Пфистер, Грегори Ф. (1998), В поисках кластеров, Верхняя Седл-Ривер, Нью-Джерси: Prentice Hall PTR, ISBN  978-0-13-899709-0, OCLC  38300954
  2. ^ Буйя, Раджкумар; Кортес, Тони; Джин, Хай (2001), «Единый образ системы» (PDF), Международный журнал приложений высокопроизводительных вычислений, 15 (2): 124, Дои:10.1177/109434200101500205
  3. ^ Хили, Филипп; Линн, Тео; Барретт, Энда; Моррисон, Джон П. (2016), «Образ единой системы: обзор» (PDF), Журнал параллельных и распределенных вычислений, 90-91: 35–51, Дои:10.1016 / j.jpdc.2016.01.004, HDL:10468/4932
  4. ^ Кулурис, Джордж Ф; Доллимор, Жан; Киндберг, Тим (2005), Распределенные системы: концепции и дизайн, Эддисон Уэсли, стр. 223, г. ISBN  978-0-321-26354-4
  5. ^ Болоски, Уильям Дж .; Draves, Ричард П .; Фитцджеральд, Роберт П .; Фрейзер, Кристофер В .; Джонс, Майкл Б .; Ноблок, Тодд Б.; Рашид, Рик (1997-05-05), "Рекомендации по использованию операционных систем в следующем тысячелетии", 6-й семинар по горячим темам в операционных системах (HotOS-VI), Кейп-Код, Массачусетс, стр. 106–110, CiteSeerX  10.1.1.50.9538, Дои:10.1109 / HOTOS.1997.595191, ISBN  978-0-8186-7834-9
  6. ^ Прабху, C.S.R. (2009), Грид и кластерные вычисления, Phi Learning, стр. 256, ISBN  978-81-203-3428-1
  7. ^ Смит, Джонатан М. (1988), «Обзор механизмов миграции процессов» (PDF), Обзор операционных систем ACM SIGOPS, 22 (3): 28–40, CiteSeerX  10.1.1.127.8095, Дои:10.1145/47671.47673
  8. ^ «ОС AIX PS / 2».
  9. ^ "Репозиторий GitHub с открытым Sharedroot".
  10. ^ Пайк, Роб; Пресотто, Дэйв; Томпсон, Кен; Трики, Ховард (1990), «План 9 от Bell Labs», В трудах конференции UKUUG летом 1990 года, стр. 8, Миграция процессов также намеренно отсутствует в Plan 9. Отсутствует или пусто | название = (Помогите)