Red Hat Training

A Red Hat training course is available for Red Hat Enterprise Linux

1.3. Распределенные системы

Горизонтальное масштабирование Red Hat Enterprise Linux реализуется посредством распределенных вычислений. Технологии распределенных вычислений строятся на трех уровнях:
Взаимодействие
Горизонтальное масштабирование достигается за счет параллельного выполнения задач. Для их координации необходимо обеспечить возможность взаимодействия между процессами и системами.
Хранение данных
Размещения данных на локальных дисках может быть недостаточно — для эффективного масштабирования надо добавить дополнительный уровень абстракции для распределенного пространства хранения, что позволит его наращивать, добавляя необходимое оборудование.
Управление
В распределенных схемах уровень управления является наиболее важным, так как именно на этом уровне осуществляется координация программных и аппаратных компонентов, их взаимодействия, размещения данных и использования общих ресурсов.
Далее каждый уровень будет рассмотрен подробно.

1.3.1. Взаимодействие

Этот уровень контролирует передачу данных и охватывает:
  • оборудование,
  • программное обеспечение.
Самый простой способ установки связи между системами состоит в использовании общей памяти. Ключевыми характеристиками общей памяти являются скорость полосы пропускания и низкая задержка при обработке запросов чтения и записи.
Ethernet

Ethernet является наиболее распространенным способом передачи данных между компьютерами. На сегодняшний день по умолчанию используется Gigabit Ethernet (GbE), и серверы обычно имеют 2-4 порта Gigabit Ethernet. Именно GbE чаще всего используется для организации распределенных схем. Даже если Ethernet-карты поддерживают более высокую скорость передачи, GbE может по-прежнему использоваться для выделенного управляющего интерфейса.

10GbE

Стандарт 10GbE (10 Gigabit Ethernet) становится все более популярным при проектировании мощных серверов, так как его скорость в 10 раз превышает скорость GbE. Его основным преимуществом является обеспечение баланса между скоростью передачи и вычислений для многоядерных процессоров. 10GbE позволяет поддерживать оптимальный уровень производительности системы без ограничения скорости связи.

К сожалению, технология 10GbE является довольно дорогой. В то время как цена карт 10GbE падает, стоимость линий связи (особенно оптоволоконных) и сетевых коммутаторов остается высокой. Возможно, в будущем их стоимость снизится, но на сегодняшний день этот стандарт используется лишь для критических приложений и серверных структур.
Infiniband

Скорость Infiniband значительно выше по сравнению с 10GbE. Помимо соединений TCP/IP и UDP, используемых с Ethernet, Infiniband поддерживает взаимодействие с общей памятью, что позволяет использовать этот стандарт протоколами удаленного прямого доступа к памяти (RDMA, Remote Direct Memory Access).

RDMA позволяет передавать данные между системами напрямую без обмена TCP/IP и участия сокетов, тем самым исключая излишнюю задержку, что может оказаться критическим фактором для некоторых приложений.
Infiniband обычно используется для высокопроизводительных вычислений (HPTC, High Performance Technical Computing), где скорость работы и отсутствие задержек имеют критическое значение. Для достижения необходимого уровня производительности иногда имеет смысл инвестировать в Infiniband, а не в процессоры и память.
RoCCE

RoCCE (RDMA over Ethernet) объединяет соединения Infiniband с прямым доступом к памяти и инфраструктуру 10GbE. Рынок продукции 10GbE постоянно расширяется, поэтому вполне можно ожидать, что со временем RDMA и RoCCE будут использоваться более широко.

Все перечисленные стандарты полностью поддерживаются в Red Hat Enterprise Linux 6.