第九章 高性能并行集群系統(tǒng).ppt

1、第九章 高性能并行集群系統(tǒng),普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí) 規(guī)劃教材,主要內(nèi)容,9.1 并行集群系統(tǒng)概述 9.2 硬件的組成與配置 9.3 軟件的組成和配置 9.4 典型案例,9.1并行集群系統(tǒng)概述-概念,由多個(gè)具有獨(dú)立處理能力的計(jì)算單元，通過高速網(wǎng)絡(luò)互連而構(gòu)成的，具有單一登錄點(diǎn)的計(jì)算系統(tǒng)稱之為集群。 獨(dú)立處理能力是指計(jì)算能力和存儲(chǔ)能力。計(jì)算單元通常是指一臺(tái)PC服務(wù)器，在集群中稱之為“結(jié)點(diǎn)”，其中包括運(yùn)行應(yīng)用程序的計(jì)算結(jié)點(diǎn)，存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)點(diǎn)（即I/O結(jié)點(diǎn)，通常外接磁盤陣列、磁帶庫(kù)等存儲(chǔ)設(shè)備），統(tǒng)一用戶登錄的登錄結(jié)點(diǎn)。,9.1并行集群系統(tǒng)概述-性能,集群是完成單機(jī)系統(tǒng)需要長(zhǎng)時(shí)間或無法完成的任務(wù)，

2、其性能主要指： 1、快速處理：以最短的時(shí)間完成一個(gè)較大的任務(wù)； 2、快速響應(yīng)：以最快的速度響應(yīng)客戶端的請(qǐng)求，理想狀態(tài)是瞬間響應(yīng)； 3、資源共享：人才、數(shù)據(jù)、軟件、硬件等資源的共享。,9.1并行集群系統(tǒng)概述-比較,NS：Non-Stop DB Server，高性能并行數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，是指以服務(wù)器硬件、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)網(wǎng)絡(luò)硬件、IP網(wǎng)絡(luò)硬件、并行數(shù)據(jù)庫(kù)軟件四種技術(shù)為基礎(chǔ)平臺(tái)，以提供高性能、高可用性和高擴(kuò)展性為目標(biāo)的數(shù)據(jù)庫(kù)集群系統(tǒng)。 HA（High Availability，高可用）數(shù)據(jù)庫(kù)集群和NS集群都能保證數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。雖然HA雙機(jī)或多機(jī)熱備數(shù)據(jù)庫(kù)集群技術(shù)可以提供高達(dá)99.99%的高可用性，并且該

3、技術(shù)的成本越來越低，但是其仍然無法回避有些重要問題。,9.2 硬件的組成與配置-組成,NS集群系統(tǒng)包含四個(gè)子系統(tǒng)： 1、服務(wù)器節(jié)點(diǎn)子系統(tǒng)； 2、光纖存儲(chǔ)子系統(tǒng)； 3、高速IP網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)； 4、并行數(shù)據(jù)庫(kù)軟件子系統(tǒng)；,9.2 硬件的組成與配置-兩節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),9.2 硬件的組成與配置-帶冗余存儲(chǔ)路徑的兩節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),9.2 硬件的組成與配置-四節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),9.2 硬件的組成與配置-帶冗余存儲(chǔ)路徑的四節(jié)點(diǎn)系統(tǒng),9.3 軟件的組成和配置-特點(diǎn),并行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的目標(biāo)是利用系統(tǒng)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)并行地完成數(shù)據(jù)庫(kù)任務(wù)，提高數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的整體性能。而分布式數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的主要目的在于實(shí)現(xiàn)場(chǎng)地的自治和數(shù)據(jù)的全局透明共享，并不要求利

4、用網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)來提高系統(tǒng)的處理性能。,9.3 軟件的組成和配置-特點(diǎn),在并行數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，為了充分利用各個(gè)節(jié)點(diǎn)的處理能力，各節(jié)點(diǎn)間采用高速網(wǎng)絡(luò)互連，當(dāng)某些節(jié)點(diǎn)處于空閑狀態(tài)時(shí)，可以將工作負(fù)載過大的節(jié)點(diǎn)上的任務(wù)通過高速網(wǎng)絡(luò)傳給空閑節(jié)點(diǎn)，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的負(fù)載平衡。但是在分布式數(shù)據(jù)庫(kù)中，各節(jié)點(diǎn)間一般通過低速局域網(wǎng)或廣域網(wǎng)相連，網(wǎng)絡(luò)帶寬較低，因此分布式數(shù)據(jù)庫(kù)在進(jìn)行查詢處理時(shí)一般需要盡量減少節(jié)點(diǎn)間的數(shù)據(jù)傳輸量。,9.3 軟件的組成和配置-無共享并行體系結(jié)構(gòu),9.3 軟件的組成和配置-共享一切并行體系結(jié)構(gòu),9.4 典型案例-陜西郵政城市綜合服務(wù)平臺(tái),可伸縮性。NS10000給予用戶一定的靈活性，用戶可以按照運(yùn)行需求逐步升級(jí)到NS20000系統(tǒng)。 高可用性。NS10000體系結(jié)構(gòu)的另一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是多個(gè)節(jié)點(diǎn)所提供的固有的容錯(cuò)性能。由于物理節(jié)點(diǎn)都是獨(dú)立地運(yùn)行，一個(gè)或多個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障不會(huì)影響到集群中其它的節(jié)點(diǎn)。在極端的情況下，即便是集群系統(tǒng)中只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)末出現(xiàn)故障，系統(tǒng)仍然是可用的，這使得基于集群的系統(tǒng)高度可用。 可優(yōu)化性。NS10000先進(jìn)的集群技術(shù)能夠動(dòng)態(tài)地在集群服務(wù)器上優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)資源。,9.4 典型案例-清華大學(xué)校園網(wǎng)計(jì)費(fèi)系統(tǒng),高可用性，支持724小時(shí)不間斷服務(wù)； 高可靠性，系統(tǒng)中存儲(chǔ)的是非常關(guān)鍵的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，