Лекция: Промежуточное программное обеспечение кластерных систем

ППО кластера обычно состоит из двух уровней поддержки кластерных операций.

· Инфраструктура поддержки единственного образа системы (Single System Image Infrastructure, SSI) объединяет вместе операционные системы всех узлов для обеспечения унифицированного доступа к системным ресурсам.

· Инфраструктура доступности системы (System Availability Infrastructure, SAI) обеспечивает возобновление системы после сбоя отдельных ее узлов .

Назовем некоторые характеристики кластерной системы, поддержку которых обеспечивает ППО кластера.

· Единственная точка входа дает возможность пользователю соединяться с кластером как с отдельным компьютером, при этом ППО должна определить, который из узлов будет выполнять аутентификацию.

· Единственная иерархия файловой системы обеспечивает то, что после входа в систему пользователь воспринимает файловую систему кластера как единственную иерархию файлов и каталогов независимо от их физического местонахождения.

· Единственная виртуальная сеть дает возможность коду, который выполняется на любом узле кластера, получать доступ к внешним сетевым соединениям, даже если они не подключены физически к этому узлу.

· Единственное адресное пространство памяти объединяет все адресные пространства отдельных узлов. Это адресное пространство доступно для всех узлов кластера.

· Инфраструктура доступности системы реализует ряд дополнительных характеристик.

· Единственное пространство процессов дает возможность выполнять процессы одинаково на любом узле. В частности, все процессы имеют идентификаторы, уникальные в пределах кластера; результат выполнения fork () может быть выполнен на другом узле; разрешено взаимодействие между процессами, которые выполняются на разных узлах.

· Поддержка контрольных точек (checkpoints) дает возможность периодически хранить состояние процесса во время его выполнения. В случае выхода узла из строя процесс может быть запущен на другом узле с использованием сохраненного состояния — без потери результатов вычислений. Разрешена также миграция процессов между узлами во время их выполнения для выравнивания нагрузки.

Отметим, что в целом ППО кластера не обязано выполняться одинаково на всех его узлах. Обычно реализация некоторой функции требует выполнения специального сервера на одном из узлов (управляющем узле) и клиентского кода на других узлах.