En la computación distribuida , un clúster de imagen de sistema único ( SSI ) es un clúster de máquinas que parece ser un solo sistema. [1] [2] [3] El concepto a menudo se considera sinónimo del de un sistema operativo distribuido , [4] [5] pero una sola imagen puede presentarse para propósitos más limitados, solo la programación de trabajos, por ejemplo, que puede ser logrado mediante una capa adicional de software sobre las imágenes del sistema operativo convencional que se ejecutan en cada nodo . [6] El interés en los clústeres de SSI se basa en la percepción de que pueden ser más simples de usar y administrar que los clústeres más especializados.
Diferentes sistemas SSI pueden proporcionar una ilusión más o menos completa de un solo sistema.
Características de los sistemas de agrupación en clústeres SSI
Los diferentes sistemas SSI pueden, dependiendo de su uso previsto, proporcionar algún subconjunto de estas características.
Migración de procesos
Muchos sistemas SSI proporcionan migración de procesos . [7] Los procesos pueden comenzar en un nodo y moverse a otro nodo, posiblemente por razones administrativas o de equilibrio de recursos . [nota 1] A medida que los procesos se mueven de un nodo a otro, otros recursos asociados (por ejemplo, recursos de IPC ) pueden moverse con ellos.
Proceso de puntos de control
Algunos sistemas SSI permiten el control de los procesos en ejecución, lo que permite guardar y volver a cargar su estado actual en una fecha posterior. [nota 2] El punto de control puede verse como relacionado con la migración, ya que la migración de un proceso de un nodo a otro se puede implementar primero marcando el punto de control del proceso y luego reiniciándolo en otro nodo. Alternativamente, los puntos de control se pueden considerar como una migración al disco .
Espacio de proceso único
Algunos sistemas SSI proporcionan la ilusión de que todos los procesos se ejecutan en la misma máquina: las herramientas de gestión de procesos (por ejemplo, "ps", "kill" en sistemas tipo Unix) operan en todos los procesos del clúster.
Raíz única
La mayoría de los sistemas SSI proporcionan una vista única del sistema de archivos. Esto se puede lograr mediante un servidor NFS simple , dispositivos de disco compartido o incluso replicación de archivos.
La ventaja de una vista de raíz única es que los procesos pueden ejecutarse en cualquier nodo disponible y acceder a los archivos necesarios sin precauciones especiales. Si el clúster implementa la migración del proceso, una vista de raíz única permite el acceso directo a los archivos desde el nodo donde el proceso se está ejecutando actualmente.
Algunos sistemas SSI proporcionan una forma de "romper la ilusión", teniendo algunos archivos específicos de nodo incluso en una sola raíz. HP TruCluster proporciona un "enlace simbólico dependiente del contexto" (CDSL) que apunta a diferentes archivos según el nodo que accede a él. HP VMScluster proporciona un nombre lógico de lista de búsqueda con archivos específicos del nodo que ocluyen los archivos compartidos del clúster cuando sea necesario. Esta capacidad puede ser necesaria para tratar con clústeres heterogéneos , donde no todos los nodos tienen la misma configuración. En configuraciones más complejas, como múltiples nodos de múltiples arquitecturas en múltiples sitios, varios discos locales pueden combinarse para formar la raíz única lógica.
Espacio de E / S único
Algunos sistemas SSI permiten que todos los nodos accedan a los dispositivos de E / S (por ejemplo, cintas, discos, líneas seriales, etc.) de otros nodos. Puede haber algunas restricciones sobre los tipos de accesos permitidos (por ejemplo, OpenSSI no puede montar dispositivos de disco desde un nodo en otro nodo).
Espacio único de IPC
Algunos sistemas SSI permiten que los procesos en diferentes nodos se comuniquen utilizando mecanismos de comunicación entre procesos como si se estuvieran ejecutando en la misma máquina. En algunos sistemas SSI, esto puede incluso incluir memoria compartida (se puede emular con memoria compartida distribuida por software ).
En la mayoría de los casos, el IPC entre nodos será más lento que el IPC en la misma máquina, posiblemente drásticamente más lento para la memoria compartida. Algunos clústeres de SSI incluyen hardware especial para reducir esta ralentización.
Dirección IP del clúster
Algunos sistemas SSI proporcionan una " dirección IP de clúster ", una dirección única visible desde fuera del clúster que se puede utilizar para contactar con el clúster como si fuera una sola máquina. Esto se puede utilizar para equilibrar la carga de las llamadas entrantes al clúster, dirigirlas a nodos con poca carga, o para redundancia, mover la dirección del clúster de una máquina a otra a medida que los nodos se unen o abandonan el clúster. [nota 3]
Ejemplos de
Los ejemplos aquí varían desde plataformas comerciales con capacidades de escalado hasta paquetes / marcos para crear sistemas distribuidos, así como aquellos que realmente implementan una imagen de sistema único.
Nombre | Migración de procesos | Punto de control de proceso | Espacio de proceso único | Raíz única | Espacio de E / S único | Espacio único de IPC | Dirección IP del clúster [t 1] | Modelo fuente | Última fecha de lanzamiento [t 2] | SO compatible |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Ameba [t 3] | sí | sí | sí | sí | Desconocido | sí | Desconocido | Abierto | 30 de julio de 1996 | Nativo |
AIX TCF | Desconocido | Desconocido | Desconocido | sí | Desconocido | Desconocido | Desconocido | Cerrado | 30 de marzo de 1990 [8] | AIX PS / 2 1.2 |
Guardián NonStop [t 4] | sí | sí | sí | sí | sí | sí | sí | Cerrado | 2018 | Sistema operativo NonStop |
Infierno | No | No | No | sí | sí | sí | Desconocido | Abierto | 4 de marzo de 2015 | Nativo, Windows , Irix , Linux , OS X , FreeBSD , Solaris , Plan 9 |
Kerrighed | sí | sí | sí | sí | Desconocido | sí | Desconocido | Abierto | 14 de junio de 2010 | Linux 2.6.30 |
LinuxPMI [t 5] | sí | sí | No | sí | No | No | Desconocido | Abierto | 18 de junio de 2006 | Linux 2.6.17 |
LOCUS [t 6] | sí | Desconocido | sí | sí | sí | Sí [t 7] | Desconocido | Cerrado | 1988 | Nativo |
MOSIX | sí | sí | No | sí | No | No | Desconocido | Cerrado | 24 de octubre de 2017 | Linux |
openMosix [t 8] | sí | sí | No | sí | No | No | Desconocido | Abierto | 10 de diciembre de 2004 | Linux 2.4.26 |
Open-Sharedroot [t 9] | No | No | No | sí | No | No | sí | Abierto | 1 de septiembre de 2011 [9] | Linux |
OpenSSI | sí | No | sí | sí | sí | sí | sí | Abierto | 18 de febrero de 2010 | Linux 2.6.10 ( Debian , Fedora ) |
Plan 9 | No [10] | No | No | sí | sí | sí | sí | Abierto | 9 de enero de 2015 | Nativo |
Duende | sí | Desconocido | No | sí | sí | No | Desconocido | Abierto | 1992 | Nativo |
TidalScale | sí | No | sí | sí | sí | sí | sí | Cerrado | 17 de agosto de 2020 | Linux , FreeBSD |
TruCluster | No | Desconocido | No | sí | No | No | sí | Cerrado | 1 de octubre de 2010 | Tru64 |
VMScluster | No | No | sí | sí | sí | sí | sí | Cerrado | 8 de abril de 2021 | OpenVMS |
z / VM | sí | No | sí | No | No | sí | Desconocido | Cerrado | 11 de noviembre de 2016 | Nativo |
Clústeres UnixWare NonStop [t 10] | sí | No | sí | sí | sí | sí | sí | Cerrado | Junio de 2000 | UnixWare |
- ^ Muchos de losclústeres SSI basados en Linux pueden utilizar el servidor virtual Linux para implementar una dirección IP de un solo clúster
- ^ Verde significa que el software se desarrolla activamente
- ^ El desarrollo de la ameba lo lleva adelante el Dr. Stefan Bosse en BSS Lab. Archivado 2009-02-03 en Wayback Machine.
- ^ Guardian90 TR90.8 basado en I + D de Tandem Computers c / o Andrea Borr en [1]
- ^ LinuxPMI es un sucesor de openMosix
- ^ LOCUS se utilizó para crear IBM AIX TCF
- ^ LOCUS usó canalizaciones con nombre para IPC
- ^ openMosix era una bifurcación de MOSIX
- ^ Open-Sharedroot es un clúster raíz compartido de ATIX
- ^ Los clústeres UnixWare NonStop eran una base para OpenSSI
Ver también
- Clústeres de computadoras
- Clúster raíz compartido sin disco
- Administrador de bloqueo distribuido
- Caché distribuida
- Máquina virtual paralela : alternativa de imagen de sistema múltiple
- Interfaz de paso de mensajes : alternativa de múltiples imágenes del sistema
Notas
- ^ por ejemplo, puede ser necesario mover procesos de larga ejecución fuera de un nodo que se cerrará por mantenimiento
- ^ Los puntos de control son particularmente útiles en clústeres utilizados para computación de alto rendimiento , evitando la pérdida de trabajo en caso de reinicio de un clúster o nodo.
- ^ "dejar un clúster" es a menudo un eufemismo para estrellarse
Referencias
- ^ Pfister, Gregory F. (1998), En busca de grupos , Upper Saddle River, Nueva Jersey: Prentice Hall PTR, ISBN 978-0-13-899709-0, OCLC 38300954
- ^ Buyya, Rajkumar; Cortés, Toni; Jin, Hai (2001), "Single System Image" (PDF) , International Journal of High Performance Computing Applications , 15 (2): 124, doi : 10.1177 / 109434200101500205
- ^ Hola, Philip; Lynn, Theo; Barrett, Enda; Morrison, John P. (2016), "Single system image: A survey" (PDF) , Journal of Parallel and Distributed Computing , 90–91: 35–51, doi : 10.1016 / j.jpdc.2016.01.004 , hdl : 10468/4932
- ^ Coulouris, George F; Dollimore, Jean; Kindberg, Tim (2005), Sistemas distribuidos: conceptos y diseño , Addison Wesley, p. 223, ISBN 978-0-321-26354-4
- ^ Bolosky, William J .; Draves, Richard P .; Fitzgerald, Robert P .; Fraser, Christopher W .; Jones, Michael B .; Knoblock, Todd B .; Rashid, Rick (05/05/1997), "Operating System Directions for the Next Millennium", sexto taller sobre temas de actualidad en sistemas operativos (HotOS-VI) , Cape Cod, MA, págs. 106–110, CiteSeerX 10.1.1.50 .9538 , doi : 10.1109 / HOTOS.1997.595191 , ISBN 978-0-8186-7834-9
- ^ Prabhu, CSR (2009), Grid And Cluster Computing , Phi Learning, pág. 256, ISBN 978-81-203-3428-1
- ^ Smith, Jonathan M. (1988), "Una encuesta sobre los mecanismos de migración de procesos" (PDF) , ACM SIGOPS Operating Systems Review , 22 (3): 28–40, CiteSeerX 10.1.1.127.8095 , doi : 10.1145 / 47671.47673
- ^ "Sistema operativo AIX PS / 2" .
- ^ "Repositorio Open-Sharedroot GitHub" .
- ^ Pike, Rob; Presotto, Dave; Thompson, Ken; Trickey, Howard (1990), "Plan 9 de Bell Labs", en Actas de la Conferencia UKUUG de verano de 1990, p. 8,
La migración de procesos también está deliberadamente ausente del Plan 9.
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