PC Magazine/RE - Журнал PC Magazine/RE №08/2009

Александр Букреев– руководитель группы сопровождения бизнес-систем, отдел внедрения и сопровождения центров обработки данных компании «Ай-Теко» ( www.i-teco.ru ). Автор выражает признательность Екатерине Иванниковой (руководитель группы производительности бизнес-систем, «Ай-Теко») за ценные замечания и уточнения как по теоретическим, так и практическим аспектам данной темы.

Проблема недостаточного использования вычислительных ресурсов актуальна для большинства крупных центров обработки данных (ЦОД). Необходимость аппаратной и программной изоляции информационных систем, сложность которых растет год от года, приводит к тому, что каждая система (продуктивная или тестовая), как правило, располагается на отдельном физическом сервере. В то же время вычислительная нагрузка, создаваемая информационной системой, обычно бывает неоднородной, для нее характерны пиковые периоды, чередующиеся с моментами относительного затишья. Поскольку серверы, на которых эти системы работают, приобретались и конфигурировались с расчетом именно на пиковую нагрузку, среднее использование ресурсов оказывается невысоким (по экспертным оценкам оно не превышает 40 %).

Периоды пиковой активности прикладных систем часто не совпадают по времени. В этом случае полезно временно перемещать аппаратные ресурсы (процессоры, память, интерфейсы ввода-вывода) из одной системы в другую, забирая ресурсы у системы, которая в данный момент их не использует, и отдавая той, которая на пике активности испытывает в них дефицит.

Очевидно, что эти проблемы нужно решать путем консолидации: прикладные системы, располагающиеся на разных физических серверах, объединить на одном более мощном сервере. Чтобы такое решение работало, необходимо обеспечить аппаратную или программную изоляцию систем друг от друга, что позволит избежать конфликтов между ними, а также снизит вероятность того, что какой-либо программный или аппаратный сбой выведет из строя сразу несколько систем. Для этого в операционной системе HP-UX существует набор технологий виртуализации с разбиением физического сервера на разделы:

• аппаратные (nPartitions, nPar);

• виртуальные (Virtual Partitions, vPar);

• виртуальные машины (Integrity Virtual Machines);

• безопасные разделы ресурсов (Secure Resource Partitions, SRP).

Эти решения различаются прежде всего степенью изоляции разделов и позволяют прикладной системе видеть свой раздел как отдельный сервер с ОС (кроме SRP), обладающий собственными аппаратными ресурсами (на самом деле это часть общих ресурсов сервера).

Однако консолидация вычислительных ресурсов и изоляция разделов сами по себе не решают проблему неравномерных нагрузок и недостаточного использования ресурсов. Требуется еще при необходимости перемещать ресурсы из одного раздела в другой, причем делать это желательно без перезагрузки ОС, перезапуска СУБД и остановки прикладных систем. Перечисленные технологии в разной степени предоставляют такую возможность.

Аппаратные разделы (nPar) электрически изолированы друг от друга и выглядят и действуют подобно отдельной системе. Каждый раздел имеет свое оборудование и свою операционную систему. Благодаря этому обеспечивается изоляция сбоев – как аппаратных, так и в ПО. Это означает, что отказ аппаратуры или сбой ПО в одном аппаратном разделе не может повлиять на работу другого раздела.

Еще одним полезным свойством аппаратных разделов является то, что обеспечивается одновременная работа процессоров PA-RISC в одном аппаратном разделе и процессоров Itanium в другом на любой системе с наборами микросхем sx1000 и sx2000.

Аппаратные разделы могут быть созданы только на серверах, основанных на ячейках (cell-based). К таким серверам относятся следующие модели: Superdome, rp7400, rp7410, rp7420, rp7440, rp8400, rp8420, rp8440, rx7620, rx7640, rx8620, rx8640.

В версиях HP-UX 11.11 и 11.23 перемещение ячеек из одного аппаратного раздела в другой невозможно без остановки соответствующих разделов. Начиная с версии HP-UX 11.31 Update 1 поддерживается активация и деактивация ячеек аппаратного раздела в онлайновом режиме, т. е. без перезагрузки раздела и остановки работающих в нем приложений.

Благодаря этому появилась возможность динамически перемещать ячейки из одного раздела в другой. Ячейки, которые можно динамически отключить и перенести в другой раздел, называются плавающими (floating cells) в отличие от базовых (base cells), которые не могут быть отключены динамически. Каждый раздел должен иметь по крайней мере одну базовую ячейку, которая необходима для бесперебойного функционирования ОС.