3. Планирование работ в cow.

Возникает вопрос: чем отличается децентрализованная система COW от локальной сети, соединяющей пользовательские машины? Отличие связано с программным обеспечением и не имеет никакого отношения к аппаратному обеспечению. В ло­кальной сети пользователи работают с персональными машинами и используют только их для своей работы. Децентрализованная система COW, напротив, явля­ется общим ресурсом, которому пользователи могут поручить работу, требующую для выполнения нескольких процессоров. Чтобы система COW могла обрабаты­вать запросы от нескольких пользователей, каждому из которых нужно несколько процессоров, этой системе необходим планировщик заданий.

Рассмотрим самую простую модель планирования. Должно быть известно, сколько процессоров нужно для каждой работы (задачи). Тогда задачи выстра­иваются в порядке FIFO («первым вошел — первым вышел») (рис. 1, а). Когда первая задача начала выполняться, происходит проверка, есть ли достаточное ко­личество процессоров для выполнения задачи, следующей по очереди. Если да, то она тоже начинает выполняться и т. д. Если нет, то система ждет, пока не появится достаточное количество процессоров. В нашем примере система COW содержит 8 процессоров, но она вполне могла бы содержать 128 процессоров, расположен­ных в блоках по 16 процессоров (получилось бы 8 групп процессоров) или в какой-нибудь другой комбинации.

Рис. 1. Планирование работы в системе COW: FIFO («первым вошел первым вышел») (а);

Без блокировки начала очереди (б); заполнение прямоугольника «процессоры-время» (в). Серым цветом показаны свободные процессоры

В глубже разработанном алгоритме задачи, которые не соответствуют количе­ству имеющихся в наличии процессоров, пропускаются и берется первая задача, для которой процессоров достаточно. Всякий раз, когда завершается выполнение задачи, очередь из оставшихся задач проверяется в порядке «первым вошел — пер­вым вышел». Результат применения этого алгоритма изображен на рис. 8.31, б.

Еще более сложный алгоритм требует, чтобы было известно, сколько процессо­ров нужно для каждой задачи и сколько минут займет ее выполнение. Располагая такой информацией, планировщик заданий может попытаться заполнить прямо­угольник «процессоры—время». Это особенно эффективно, когда задачи представ­лены на рассмотрение днем, а выполняться будут ночью. В этом случае планиров­щик заданий получает всю информацию о задачах заранее и может выполнять их в оптимальном порядке, как показано на рис. 1, в.

• Общие сведения

Кластер представляет собой два или больше компьютеров (часто называемых узлами), объединяемых при помощи сетевых технологий на базе шинной архитектуры или коммутатора и предстающих перед пользователями в качестве единого информационно-вычислительного ресурса.

В качестве узлов кластера могут быть выбраны серверы, рабочие станции и даже обычные персональные компьютеры. Преимущество кластеризации - повышение работоспособности- в случае сбоя какого-либо узла: при этом другой узел кластера может взять на себя нагрузку неисправного узла, и пользователи не заметят прерывания в доступе.

Возможности масштабируемости кластеров позволяют многократно увеличивать производительность приложений для большего числа пользователей.

Пирамида уровней кластерной системы.

Кластеризация может быть осуществлена на разных уровнях компьютерной системы, включая аппаратное обеспечение, операционные системы, программы-утилиты, системы управления и приложения. Чем больше уровней системы объединены кластерной технологией, тем выше надежность, масштабируемость и управляемость кластера.

Единое управление системами кластера позволяет максимально увеличить период безотказной работы, контроль и управление приложениями, операционными системами и аппаратными средствами. При этом все узлы кластера управляются из единого центра контроля.

Программы-утилиты обеспечивают улучшение защиты и возможности для восстановления данных, а также сглаживают последствия сбоев в работе оборудования для конечного пользователя. Операционная система кластера служит для управления всеми функциями кластера.

Кластерная конфигурация узлов, коммуникационного оборудования и памяти может обеспечить зеркалирование данных, резервирование компонент самоконтроля и предупреждения, а также совместное использование ресурсов для минимизации потерь при отказе отдельных компонент.