Архитектура с общей шиной
Применительно к SMP-системам физический интерфейс, логика адресации остаются такими же, как и в однопроцессорных системах. Общая шина позволяет легко расширить систему путем подключения большего числа процессоров; отказ одного из подключенных к ней устройств не влечет отказа всей совокупности.
Архитектура с коммутатором типа «кросс-бар»
Рисунок 36АРХИТЕКТУРА С КОММУТАТОРОМ ТИПА «КРОСС-БАР»
Архитектура ориентирована на модульное построение общей памяти и призвана решить проблему ограниченной пропускной способности систем с общей шиной. Коммутатор обеспечивает множественность путей между процессорами и банками памяти, причем размерность может быть как двух-, так и трех-мерной.
Архитектура с многопортовой памятью
Многопортовая организация ЗУ обеспечивает любому процессору и модулю ввода-вывода прямой и непосредственный доступ к банкам основной памяти. Данный подход требует придания ЗУ дополнительной логики, однако позволяет поднять производительность системы, поскольку каждый процессор имеет выделенный тракт каждому модулю ОП. Кроме того, такая организация дает возможность назначить отдельные модули памяти в качестве локальной памяти отдельного процессора.
Архитектура с централизованным устройством управления
Централизованное устройство управления сводит вместе отдельные потоки данных между независимыми модулями, может буферизовать запросы, выполнять синхронизацию и арбитраж. Оно способно передавать между процессорами информацию о состоянии и сообщения, а также предупредить об изменении информации в кэше.
Недостаток такой архитектуры – сложность организации устройства управления.
Кластерные вычислительные системы
Кластер – группа соединенных вычислительных систем/узлов, работающих совместно, составляя единый вычислительный ресурс и создавая иллюзию единственной вычислительной машины.
Преимущества кластерных систем:
Абсолютная масштабируемость;
Наращиваемая масштабируемость;
Высокий коэффициент готовности;
Соотношение цена/производительность;
На уровне аппаратного обеспечения кластер – совокупность независимых ВС, соединенных сетью. При соединении машин в кластер практически всегда поддерживаются прямые межмашинные связи. Узлы кластера контролируют работоспособность друг друга с помощью специального сигнала («сердцебиения»). Данные сигналы передаются кластерами друг другу для подтверждения нормального функционирования.
Специализированное программное обеспечение кластеров обеспечивает бесперебойную работы при отказе одного или нескольких узлов, перераспределяя вычислительную нагрузку и восстанавливая вычисления при сбое в узле. При наличии в кластере совместно используемых дисков ПО поддерживает единую файловую систему.
Классификация кластеров
Пассивное резервирование – вторичный сервер при отказе первичного берет управление на себя;
Резервирование с активным вторичным сервером – вторичный сервер как и первичный, используется при решении задач;
Самостоятельные серверы – серверы функционируют независимо и не имеют общих дисков;
Рисунок 37 Самостоятельные серверы
Достоинства: высокая готовность системы.
Недостатки: данные кластерах должны постоянно копироваться для обеспечения согласованности данных.
Серверы с подключением ко всем дискам – серверы подключены к одним и тем же дискам, но каждый владеет своей частью. Если один из серверов отказывает, то управление его дисками берет на себя другой сервер.
Достоинства: высокая оперативность
Серверы с совместно используемыми дисками – множество серверов работают в режиме коллективного доступа к дискам.