Linux集群的虛擬化技術(shù)面臨的挑戰(zhàn)

Becker 說，Linux集群系統(tǒng)應(yīng)該更加注重虛擬技術(shù)以及高可行性的發(fā)展，并在他的采訪中說明了理由。同時他對改用Linux集群的對稱多處理用戶提出了一些建議。

除了他在Beowulf中的角色以外，Becker 還是Scyld軟件的創(chuàng)始人以及主要科學(xué)家。他還剛剛加入了本站的專家組，并作為一個特邀專家來回答用戶的有關(guān)Linux集群以及服務(wù)器的問題。

在Linux集群技術(shù)中有什么最新的進展嗎?

Donald Becker:現(xiàn)在，集群技術(shù)中的發(fā)展熱點是虛擬技術(shù)。兩個著名的傳統(tǒng)虛擬技術(shù)系統(tǒng)是VMWare和Xen。VMWare仿效并模擬個人電腦的硬件設(shè)備。這使得它可以在自己的OS中運行幾乎所有的操作系統(tǒng)。

然而，虛擬技術(shù)發(fā)展的一個缺點是它經(jīng)常暗含、依賴一些大的上層技術(shù)。結(jié)果，VMWare模仿一些上層技術(shù)從而沒有什么機會來優(yōu)化系統(tǒng)。Xen是一個同時運行多個操作系統(tǒng)的系統(tǒng)管理程序。它不是全面的模仿，從而減少了對上層技術(shù)的依賴。但是，它仍然需要優(yōu)化它的核心技術(shù)。

Linux集群上的虛擬技術(shù)與其他的方法有什么不同?

Becker:VMWare 和 Xen二者都設(shè)想，它們可以運行并全面安裝多個內(nèi)核。運行集群就提供了不被虛擬技術(shù)所限制的機會，創(chuàng)造一個僅僅運行應(yīng)用程序必需條件的輕松環(huán)境。當系統(tǒng)服務(wù)器有一個任務(wù)需要主要的網(wǎng)絡(luò)終端來完成，這時該計算機終端只需要運行該應(yīng)用程序，這樣就可以提高工作效率，這也正式和傳統(tǒng)的虛擬系統(tǒng)的不同之處。

◆一些IT實業(yè)派說，他們用對稱多處理(SMP)系統(tǒng)進行高強度的數(shù)據(jù)計算。這些技術(shù)在移植Linux集群時會遇到那些挑戰(zhàn)呢?

Becker:這個問題的答案很大程度的取決于你所運行的應(yīng)用的應(yīng)用程序。

最早的進入集群的應(yīng)用程序的類型是用戶參數(shù)的執(zhí)行系統(tǒng)。在該模型中，多個相互獨立的應(yīng)用程序是運行在不同的數(shù)據(jù)處理機上。

如果對稱多處理(SMP)系統(tǒng)被應(yīng)用是基于它對單進程工作的高效率，Beowulf的集群將是一個不錯的替代品。然而，如果對稱多處理(SMP)系統(tǒng)是基于共用存儲器多進程工作，那么可能致使應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)復(fù)雜化。

一個傳統(tǒng)的應(yīng)用SMP的場合是轉(zhuǎn)換型數(shù)據(jù)庫。這是一個精細通訊及鎖定在SMP上運行的特殊情況，但在集群上可以取得同樣的結(jié)果。所以需要作細致的分析以決定SMP移植進集群是否是可行的。

大部分的程序不能兼容于這兩個極端。

◆Linux集群能夠最終取得高可行性(HA)，還是只能保持其固有的復(fù)雜性?

Becker:可量測性并不排除其高實用性，所以Linux集群能夠取得高的實用性(HA)。高實用性(HA)是基于對商務(wù)上的應(yīng)用程序及數(shù)據(jù)等的穩(wěn)定的支持上。計算機程序等的正常運行時間的標準應(yīng)該在99.999%以上，也就是說一天最多只能有一秒鐘的停工。

經(jīng)典的高效集群配置包括兩個服務(wù)器，能夠分別了解對方的狀態(tài)并共用一個存儲子系統(tǒng)。如果任何一個服務(wù)器出現(xiàn)故障，則另一個將會承擔所有的工作。高效集群取得穩(wěn)定的可靠性是通過故障排除、負載平衡、贅余處理以及其他的一些方式來將兩臺或多臺服務(wù)器連接在一起，從而減少必然的或偶然的儲存損耗并且共用存儲設(shè)備。

由于它們的絕對容量的限制，大的集群很可能頻繁的出現(xiàn)問題，所以就需要設(shè)計如何處理這些問題的程序。然而，這種設(shè)計不會自動發(fā)生，現(xiàn)在市場上的很多工具都沒有解決這種問題。設(shè)計周全的子系統(tǒng)，例如一些具有很好的管理能力的商業(yè)評定的系統(tǒng)，能夠處理增加的可量測性。這就意味著測量各種各樣的參數(shù)并避免那些多如牛毛的問題，這些問題經(jīng)常發(fā)生在一個終端占據(jù)了大量的存儲頁面或系統(tǒng)文件數(shù)據(jù)而導(dǎo)致其他的終端無法工作時。

◆在Linux集群系統(tǒng)中取得高效性有哪些途徑呢?

Becker:在集群系統(tǒng)的配置中，多個服務(wù)器在同一系統(tǒng)是通過中央控制點來管理的。這代表高效性狀態(tài)的一個明顯優(yōu)勢，因為有很多服務(wù)器可以進入的備份資源，這就允許了24 x 7的可行性，錯誤維護，對于分散應(yīng)用程序的中央管理，對大型數(shù)據(jù)資源的處理能力以及動態(tài)網(wǎng)站出版和災(zāi)難修復(fù)。

選擇一種適當?shù)姆椒▉肀ＷC停機期以及重新啟動期的數(shù)據(jù)完整性是十分重要的。不幸的是，不是所有的選擇都可以提高可靠性以及保持數(shù)據(jù)完整性。所以，在工作時合理的選擇你的執(zhí)行程序是很重要的。

一些非商業(yè)性的集群系統(tǒng)創(chuàng)造了一個局部的單一系統(tǒng)設(shè)想，通過一下方式完成:請求網(wǎng)絡(luò)虛擬內(nèi)存;或全球同一的文件系統(tǒng);或進行一個明晰的系統(tǒng)移植。然而，這種設(shè)計無法很好的處理錯誤問題，因為任何一臺終端出現(xiàn)問題時，系統(tǒng)必須花費一定的時間去修復(fù)或者停止所有和這臺及其關(guān)聯(lián)的程序。

一個好的解決方法是保證集群的主要終端持續(xù)運行。對于大的安裝系統(tǒng)來說，要保證一個主要終端通過常規(guī)的設(shè)備備份和災(zāi)難恢復(fù);或者同時多個主要終端的方法。換一種說法，計算機終端可以加入或離開集群，而不影響基礎(chǔ)系統(tǒng)即使是在它之上的應(yīng)用程序已經(jīng)停止的情況下。

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