HP Integrity NonStop: главное – доступность
Основные преимущества MPP-платформы HP NonStop — высокая доступность и масштабируемость, не достижимые для SMP-систем.
Тема параллельных вычислительных платформ таких как HP NonStop в прессе освещается достаточно редко, в силу того, что платформы эти специализированные: в мире 80–90% данных систем применяется в банковском секторе (карточный процессинг), а остальные — главным образом в телекоме (HLR и биллинг). Разовые внедрения имеют место в качестве систем управления железнодорожным движением, производственными процессами, поддержки почтовых сервисов, биржевых торгов, заказа билетов и др. Как правило, приложения для этих задач не являются коммерческими продуктами, а разрабатываются заказчиками для собственных нужд. В России системы HP NonStop сегодня используются только банками и телекоммуникационными компаниями.
NonStop на x86: как это понимать? Ещё в марте 2014 года компания представила новые системы NonStop с процессорами Intel Itanium обладающие большей производительностью, чем прежние системы. А уже в марте 2015 года HP представила на рынок отказоустойчивые системы NonStop на архитектуре x86 класса High End. Эти новые системы HP хорошо вписались в тенденцию рынка – использование серверов на все более мощных процессорах Intel Xeon для критически важных бизнес-задач.
Новые серверы HP серии NonStop X доступны для заказа с середины марта 2015 года, в том числе и в России.
Системы NonStop X содержат до 16 процессоров Intel Xeon и до 3 Тбайт оперативной памяти. Интерконнектом служит InfiniBand. Эти системы можно объединять в кластеры с 4080 процессорами. В будущем корпорация планирует дополнить линейку NonStop X системами начального уровня и специализированными серверами для операторов связи.
Хотя основное внимание в новых системах привлекает аппаратная часть, главное заключается в системном ПО. Несмотря на появление модели NonStop X на платформе x86, NonStop вовсе не является конкурентом старших версий серверов x86 той же HP — это решения принципиально другого класса. В отличие от Superdome, HP NonStop по-прежнему не является платформой ни для Linux, ни для Windows. Как и на протяжении всей своей эволюции, с точки зрения аппаратной и программной архитектуры это все та же платформа NonStop со всеми присущими ей преимуществами.
HP Integrity NonStop как и прежде, использует специализированную NonStop OS Kernel и базу данных NonStop SQL и является глубоко интегрированным программно-аппаратным комплексом. HP постоянно проводила работу по унификации аппаратных компонентов системы, начиная с подсистем хранения и компонентов памяти и заканчивая процессорами и использованием блейд-аритектуры (шасси c7000). Фактически, до появления NonStop на x86 единственным проприетарным компонентом оставался системный коммутатор ServerNet, осуществляющий маршрутизацию сообщений, который можно считать прообразом InfiniBand. Как уже отмечалось, в новой версии NonStop на x86 на смену ServerNet пришла InfiniBand.
Появление в линейке NonStop модели на платформе x86 объясняется прежде всего приверженностью компании стратегии унификации компонентной базы, что, в конечном счёте, влияет и на стоимость систем и предоставляет пользователям HP NonStop дополнительные преимущества. Кроме того с использованием процессоров Intel Xeon удалось повысить производительность платформы в целом, что в свою очередь делает HP NonStop X более удовлетворяющей современные потребности пользователей платформы HP NonStop.
Однако использование x86 не превратило NonStop в систему стандартной архитектуры. Причина в том, что именно системное ПО во многом определяет высочайшую надежность данной платформы и её масштабируемость. Линейная масштабируемость доступность приложений на уровне «пяти девяток» — основные преимущества NonStop — остаются незыблемыми и на x86.
В 2011 году HP анонсировала проект Odyssey, нацеленный на создание системы на базе Xeon, пригодными для выполнения самых ответственных нагрузок. Superdome X и NonStop X представляют важнейшие результаты этих усилий.
Блейд-архитектура на службе NonStop. Шасси c7000 используются HP в линейках серверов ProLiant, Superdome и Integrity NonStop. Блейд-модули в NonStop — однопроцессорные (логический процессор). Такая конструкция повышает удобство обслуживания, а от обычного шасси c7000 отличается интерконнектом IB.
Новая платформа — прежняя архитектура Итак, системное ПО NonStop X осталось прежним и претерпело изменения лишь в части возможностей работы с Intel Xeon. Как и прежде, каждый сервер HP NonStop представляет собой систему массивно-параллельной архитектуры, которая не содержит разделяемых ресурсов и образует слабосвязанный кластер, объектами которого являются не только процессоры, но и контроллеры ввода/вывода и дисковые подсистемы. Все объекты сервера связаны по дублированным сетям ServerNet или Infiniband (в зависимости от типа системы), которые заменяют системную шину сервера.Серверы NonStop объединяются в кластерную систему на основе описанных выше технологий связи, а также с помощью специальной технологии на базе IP-соединений. Уникальность архитектуры HP NonStop состоит в её полной децентрализации — все объекты кластера равноправны и дублированы. Все жесткие диски системы зеркалированы.
Процессор имеет собственное командное устройство, оперативную память, каналы доступа к памяти, кэш-память и маршрутизаторы подключения. На каждом таком процессоре выполняется отдельный экземпляр операционной системы, и при добавлении в систему очередного процессора его производительность полностью идет на нужды прикладных задач.
Подобная распределенность операционной системы стирает физические границы между процессорами, позволяя каждой операции, выполняемой на каком-либо из них, иметь доступ к системным ресурсам любого другого. Работая независимо друг от друга, процессоры тем не менее действуют согласованно благодаря системе межпроцессорных сообщений.
Непрерывная доступность сервера обеспечивается путем использования специальных технологических схем, которые изолируют программные приложения от отказов в аппаратной части и операционной системе. Непрерывная доступность означает, что восстановление после аппаратных или программных сбоев происходит незамедлительно и «прозрачно» для исполняемых приложений и пользователей.
Отдельного рассмотрения заслуживает уникальная технология парных процессов. Как было указано ранее на каждом процессоре сервера выполняется свой экземпляр операционной системы, что позволяет запускать разные программные процессы на разных процессорах. При этом, каждый процесс, запущенный на каком-либо процессоре, имеет свою резервную копию на другом, где она неактивна и почти не занимает процессорного времени.
Первичный процесс в определенные моменты (как правило, до/после процедуры ввода/вывода или после завершения транзакции) посылает резервному процессу контрольные сообщения, содержащие полный контент выполнения первичного процесса. Если первичный процесс по какой-то причине аварийно завершился, то резервный процесс берет управление на себя и продолжает выполняться на другом процессоре с момента последнего контрольного сообщения.
Речь здесь идет именно о продолжении работы программного процесса (take over), а не о его перезапуске (restart). Вычислительная мощность серверов NonStop линейно масштабируется до 4080 процессоров за счёт применения массивно-параллельной архитектуры со слабой связью между процессорами без разделения ресурсов и позволяет соединять все процессоры между собой, а также с устройствами ввода/вывода. Эта архитектура препятствует появлению узких мест, возникающих из-за конфликтов при совместном использовании ресурсов.
Масштабируемость Кроме высоких показателей RAS (Reliability, Availability, Serviceability) система NonStop обладает высокой способностью к масштабированию. В отличие от систем с симметричной архитектурой SMP платформа NonStop — это система с массово-параллельной архитектурой (MPP). Так называемых разделяемых ресурсов в ней нет. Например, процессоры используют не общую, а собственную выделенную память, с которой не работают другие процессоры. ЦП+память с «обвязкой» в виде контроллеров и других вспомогательных компонентов системы представляет в терминологии NonStop логический процессор. Вся архитектура NonStop в итоге напоминает вычислительный кластер.Поскольку системная шина в NonStop отсутствует, процессоры не конкурируют за доступ к ней. Системную шину в NonStop заменяет маршрутизатор сообщений, которыми обмениваются компоненты системы (message-based OS), причем не обязательно с участием процессора. В результате удается избежать свойственного традиционной многопроцессорной системе большого количества коллизий при работе с системной шиной и памятью, а также являющейся следствием этого деградации производительности при увеличении числа процессоров и ядер.
У NonStop производительность растет линейно, что недостижимо для платформ SMP архитектуры. Почему это важно? Масштабируемость позволяет заказчику наращивать приобретенную систему практически неограниченно, а не приобретать новую систему при достижении существующей потолка способности к модернизации, что негативно сказывается на стоимости владения (TCO). Это обеспечивает также защиту инвестиций: в одном кластере могут работать системы NonStop разных поколений.
Будущее NonStop
В настоящее время линейка NonStop включает в себя четыре модели серверов: HP Integrity NonStop X NS7×1 на Intel Xeon E5–2600 v2, системы начального уровня HP Integrity NonStop NS2300, HP Integrity NonStop NS2400 и HP Integrity NonStop BladeSystem NB56000c. В серверах NonStop применяются процессоры Intel Itanium серии 9500.
Процессор Intel Itanium 9500
Пока нет признаков того, что Itanium уйдёт с рынка. Так что, приступая к использованию в серверах NonStop процессоров x86, корпорация будет придерживаться плана выпуска систем на базе Itanium в соответствии с объявленным ранее RoadMap.
Выводы Если масштабы решаемых задач и нагрузка постоянно растут, требуется постепенное увеличение вычислительной мощности, если доступность вычислительной платформы критична для имиджа бизнеса или ведет к большим потерям, системы NonStop могут стать оптимальным выбором. Они отлично справляются с неравномерной транзакционной нагрузкой (OLTP), хорошо распараллеливаемыми задачами, могут играть роль сервера баз данных. Системы перспективны в ряде сегментов рынка, но проблемой может стать поиск квалифицированных разработчиков, знакомых с данной архитектурой.Наши предыдущие публикации:» Правильный бонус для вашего нового сервера» Экономичные серверы HP для SMB и провайдеров» HP OpenStack Helion — первое знакомство» SDN: альтернатива или дополнение к традиционным сетям?» Новые сетевые архитектуры: открытые или закрытые решения?» Внедрение MSA в виртуализированном окружении предприятия» Дисковые массивы HP MSA как основа для консолидации данных» Мультивендорная корпоративная сеть: мифы и реальность» Доступные модели серверов HP ProLiant (10 и 100 серия)» Конвергенция на базе HP Networking. Часть 1» HP ProLiant ML350 Gen9 — сервер с безумной расширяемостью
Спасибо за внимание!
