Enkel systembild

I distribuerad datoranvändning är ett kluster med en enda systembild ( SSI ) ett kluster av maskiner som verkar vara ett enda system. Konceptet anses ofta vara synonymt med ett distribuerat operativsystem , men en enda bild kan presenteras för mer begränsade syften, bara jobbschemaläggning till exempel, vilket kan uppnås med hjälp av ett extra lager av programvara över konventionella operativsystembilder som körs på varje nod . Intresset för SSI-kluster bygger på uppfattningen att de kan vara enklare att använda och administrera än mer specialiserade kluster.

Olika SSI-system kan ge en mer eller mindre fullständig illusion av ett enda system.

Funktioner hos SSI-klustersystem

Olika SSI-system kan, beroende på deras avsedda användning, tillhandahålla en del av dessa funktioner.

Processmigrering

Många SSI-system tillhandahåller processmigrering . Processer kan starta på en nod och flyttas till en annan nod, möjligen av resursbalansering eller administrativa skäl. När processer flyttas från en nod till en annan kan andra associerade resurser (till exempel IPC- resurser) flyttas med dem.

Processkontroll

Vissa SSI-system tillåter kontroll av pågående processer, vilket gör att deras nuvarande tillstånd kan sparas och laddas om vid ett senare tillfälle. Checkpointing kan ses som relaterat till migrering, eftersom migrering av en process från en nod till en annan kan implementeras genom att först checkpointa processen och sedan starta om den på en annan nod. Alternativt kan checkpointing betraktas som migrering till disk .

Enstaka processutrymme

Vissa SSI-system ger en illusion av att alla processer körs på samma maskin - processhanteringsverktygen (t.ex. "ps", "kill" på Unix -liknande system) fungerar på alla processer i klustret.

Enkel rot

De flesta SSI-system ger en enda vy av filsystemet. Detta kan uppnås med en enkel NFS- server, delade diskenheter eller till och med filreplikering.

Fördelen med en enda rotvy är att processer kan köras på alla tillgängliga noder och komma åt nödvändiga filer utan några särskilda försiktighetsåtgärder. Om klustret implementerar processmigrering möjliggör en enda rotvy direktåtkomst till filerna från den nod där processen för närvarande körs.

Vissa SSI-system ger ett sätt att "bryta illusionen", med några nodspecifika filer även i en enda rot. HP TruCluster tillhandahåller en "kontextberoende symbolisk länk" (CDSL) som pekar på olika filer beroende på vilken nod som har åtkomst till den. HP VMScluster tillhandahåller ett logiskt namn för söklistan med nodspecifika filer som blockerar delade klusterfiler vid behov. Denna förmåga kan vara nödvändig för att hantera heterogena kluster, där inte alla noder har samma konfiguration. I mer komplexa konfigurationer som flera noder med flera arkitekturer över flera platser, kan flera lokala diskar kombineras för att bilda den logiska enda roten.

Enkelt I/O-utrymme

Vissa SSI-system tillåter alla noder att komma åt I/O-enheter (t.ex. band, diskar, seriella linjer och så vidare) för andra noder. Det kan finnas vissa begränsningar för vilka typer av åtkomster som är tillåtna (till exempel OpenSSI inte montera diskenheter från en nod på en annan nod).

Enstaka IPC-utrymme

Vissa SSI-system tillåter processer på olika noder att kommunicera med hjälp av kommunikationsmekanismer mellan processer som om de kördes på samma maskin. På vissa SSI-system kan detta till och med inkludera delat minne (kan emuleras med Software Distributed delat minne) .

I de flesta fall kommer inter-nod IPC att vara långsammare än IPC på samma maskin, möjligen drastiskt långsammare för delat minne. Vissa SSI-kluster inkluderar speciell hårdvara för att minska denna nedgång.

Klustrets IP-adress

Vissa SSI-system tillhandahåller en " kluster IP- adress", en enda adress som är synlig från utanför klustret som kan användas för att kontakta klustret som om det vore en maskin. Detta kan användas för att lastbalansera inkommande anrop till klustret, dirigera dem till lätt belastade noder, eller för redundans, flytta klusteradressen från en maskin till en annan när noder går med i eller lämnar klustret.

Exempel

Exemplen här varierar från kommersiella plattformar med skalningsmöjligheter, till paket/ramverk för att skapa distribuerade system, såväl som de som faktiskt implementerar en enda systembild.

SSI-egenskaper för olika klustersystem
namn	Processmigrering	Processkontrollpunkt	Enstaka processutrymme	Enkel rot	Enkelt I/O-utrymme	Enstaka IPC-utrymme	Klustrets IP-adress	Källmodell	Senaste releasedatum	OS som stöds
Amöba	Ja	Ja	Ja	Ja	Okänd	Ja	Okänd	Öppen	30 juli 1996	Inföding
AIX TCF	Okänd	Okänd	Okänd	Ja	Okänd	Okänd	Okänd	Stängd	30 mars 1990	AIX PS/2 1.2
NonStop Guardian	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Stängd	2018	NonStop OS
Inferno	Nej	Nej	Nej	Ja	Ja	Ja	Okänd	Öppen	4 mars 2015	Native, Windows , Irix , Linux , OS X , FreeBSD , Solaris , Plan 9
Kerrighed	Ja	Ja	Ja	Ja	Okänd	Ja	Okänd	Öppen	14 juni 2010	Linux 2.6.30
LinuxPMI	Ja	Ja	Nej	Ja	Nej	Nej	Okänd	Öppen	18 juni 2006	Linux 2.6.17
STÄLLE	Ja	Okänd	Ja	Ja	Ja	Ja	Okänd	Stängd	1988	Inföding
MOSIX	Ja	Ja	Nej	Ja	Nej	Nej	Okänd	Stängd	24 oktober 2017	Linux
öppna Mosix	Ja	Ja	Nej	Ja	Nej	Nej	Okänd	Öppen	10 december 2004	Linux 2.4.26
Open-Sharedroot	Nej	Nej	Nej	Ja	Nej	Nej	Ja	Öppen	1 september 2011	Linux
ÖppnaSSI	Ja	Nej	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Öppen	18 februari 2010	Linux 2.6.10 ( Debian , Fedora )
Plan 9	Nej	Nej	Nej	Ja	Ja	Ja	Ja	Öppen	9 januari 2015	Inföding
Sprite	Ja	Okänd	Nej	Ja	Ja	Nej	Okänd	Öppen	1992	Inföding
TidalScale	Ja	Nej	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Stängd	17 augusti 2020	Linux , FreeBSD
TruCluster	Nej	Okänd	Nej	Ja	Nej	Nej	Ja	Stängd	1 oktober 2010	Tru64
VMSkluster	Nej	Nej	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Stängd	14 juli 2022	OpenVMS
z/VM	Ja	Nej	Ja	Nej	Nej	Ja	Okänd	Stängd	11 november 2016	Inföding
UnixWare NonStop-kluster	Ja	Nej	Ja	Ja	Ja	Ja	Ja	Stängd	juni 2000	UnixWare

^ Många av de Linuxbaserade SSI-klustren kan använda Linux Virtual Server för att implementera en enda kluster-IP-adress
^ Grönt betyder att mjukvara är aktivt utvecklad
^ Amoeba utveckling genomförs av Dr. Stefan Bosse vid BSS Lab Arkiverad 2009-02-03 på Wayback Machine
^ Guardian90 TR90.8 Baserat på forskning och utveckling av Tandem Computers c/o Andrea Borr på [1]
^ LinuxPMI är en efterföljare till openMosix
^ LOCUS användes för att skapa IBM AIX TCF
^ LOCUS använde namngivna rör för IPC
^ openMosix var en gaffel av MOSIX
^ Open-Sharedroot är ett delat rotkluster från ATIX
^ UnixWare NonStop Clusters var en bas för OpenSSI

Se även

Datorkluster
Disklöst delat rotkluster
Distribuerad låsansvarig
Distribuerad cache
Parallell Virtual Machine - alternativ för flera systemavbildningar
Message Passing Interface - alternativ för flera systemavbildningar

Anteckningar

^ till exempel kan det vara nödvändigt att flytta långa processer från en nod som ska stängas för underhåll
^ Checkpointing är särskilt användbart i kluster som används för högpresterande datoranvändning , för att undvika förlorat arbete vid omstart av ett kluster eller nod.
^ "att lämna ett kluster" är ofta en eufemism för att krascha

[11] Många av de Linuxbaserade SSI-klustren kan använda Linux Virtual Server för att implementera en enda kluster-IP-adress

[12] Grönt betyder att mjukvara är aktivt utvecklad

[13] Amoeba utveckling genomförs av Dr. Stefan Bosse vid BSS Lab Arkiverad 2009-02-03 på Wayback Machine

[15] Guardian90 TR90.8 Baserat på forskning och utveckling av Tandem Computers c/o Andrea Borr på [1]

[16] LinuxPMI är en efterföljare till openMosix

[17] LOCUS användes för att skapa IBM AIX TCF

[18] LOCUS använde namngivna rör för IPC

[19] Mosix var en gaffel av MOSIX

[20] Open-Sharedroot är ett delat rotkluster från ATIX

[23] UnixWare NonStop Clusters var en bas för OpenSSI

[8] till exempel kan det vara nödvändigt att flytta långa processer från en nod som ska stängas för underhåll

[9] Checkpointing är särskilt användbart i kluster som används för högpresterande datoranvändning , för att undvika förlorat arbete vid omstart av ett kluster eller nod.

[10] "att lämna ett kluster" är ofta en eufemism för att krascha