Wydajny serwer dla Linuksa

MATERIAŁ PROMOCYJNY
Wydajny serwer dla Linuksa
Obecnie Linux jest standardowym serwerowym systemem operacyjnym
z powodzeniem stosowanym w biznesie. Standardowe środowisko pracy
tego systemu stanowią serwery w architekturze x86, szeroko stosowana
jest wirtualizacja. Znacząca część hostingu działa przy wykorzystaniu
Linuksa, chociaż nie jest to jego jedyne zastosowanie – w Linuksie pracuje
wiele baz danych klasy Enterprise oraz środowisk serwerów aplikacyjnych.
Takie obciążenia można dziś konsolidować na wysokodostępnym
serwerze wyposażonym w dedykowane procesory, który charakteryzuje
się bardzo dobrą wydajnością oraz ciągłością działania wykraczającą poza
możliwości typowych serwerów klasy x86 czy SPARC.
Enterprise Linux Server wywodzi się z komputerów
klasy mainframe i korzysta z dorobku tej technologii w celu uzyskania wysokiej wydajności i dostępności usług. Dystrybucje dwóch najważniejszych biznesowych dostawców (RedHat, SuSE) są
również dostępne dla tej platformy, dzięki czemu
możliwa jest konsolidacja maszyn z Linuksem na
komputerze tej klasy. Proces ten ma istotne zalety
biznesowe, między innymi ograniczenie kosztów
licencyjnych związanych z komercyjnym oprogramowaniem bazodanowym oraz middleware.
Andrzej Syta, konsultant i specjalista do spraw
systemów ELS w firmie Comparex mówi: „Dzięki
zastosowaniu technologii ELS, użytkownicy otrzymują niezwykle wydajne i bezpiecznie środowisko
przetwarzania danych. Z naszych doświadczeń wynika, że mimo początkowej niechęci klienta i często
błędnego przekonania o wysokich kosztach zwią-
zanych z zakupem i wdrożeniem rozwiązania ELS,
w miarę użytkowania jego opinia ulega diametralnej
zmianie. Już na etapie testów przedsprzedażowych
nasi klienci sami dochodzą do wniosku, że ELS jest
technologią, która efektywnie podnosi jakość całego systemu IT, pozwala obniżyć ilość rdzeni procesora w danym środowisku by obsłużyć takie samo
obciążenie. Zmniejszenie ilości rdzeni przekłada się
na zmniejszenie kosztów zakupu wsparcia oprogramowania, w szczególności dla środowisk bazodanowych. Zachęcamy naszych klientów, by w ich
środowiskach wykonywać testy PoC, które pokazują
potencjał biznesowy rozwiązania ELS ”.
Wiele instalacji
na jednej maszynie
W komputerze ELS, a także na maszynach klasy
mainframe można utworzyć do 85 partycji logicz-
Co można uruchomić na ELS?
Na tej maszynie w wielu instancjach można
uruchomić praktycznie całą biznesową
platformę. Na liście obsługiwanego i zalecanego oprogramowania znajdują się między
innymi:
•B
azy danych – Cognos, DB2, Informix,
Infosphere, MySQL, Oracle, SPSS,
Builders WebFOCUS
•K
ompletny stos LAMP (Linux, Apache,
MySQL, PHP) powszechnie wykorzystywany w niewielkich aplikacjach,
•A
plikacje biznesowe Java, uruchamiane
w środowisku: WebSphere Application
Server, WebSphere Process Server,
WebSphere Commerce,
•U
sługi związane z infrastrukturą i bezpieczeństwem: WebSphere MQSeries,
WebSphere Message Broker, WebSphere
Enterprise Service Bus, DB2 Connect,
•H
ostowane aplikacje mobilne wewnątrz
WebSphere Portal, IBM Worklight,
•N
arzędzia współpracy i komunikacji:
Lotus Domino, Lotus Collaboration:
Sametime, Connections, Quickr, Forms.
• Z arządzanie procesami biznesowymi:
Business Process Manager, WebSphere
Business Monitor, FileNet Business Process Manager, WebSphere Operational
Decision Management,
• Z arządzanie informacją (Enterprise
Content Management): FileNet Content
Manager, Content Manager, Content
Manager On Demand
• Ś rodowisko testowe dla aplikacji Java:
Rational Asset Manager, Build Forge,
ClearCase, Quality Manager, UrbanCode
• R ozwiązania przemysłowe: Intelligent
Operations Center for Smarter Cities,
Smarter Infrastructure for Social Services
- Curam on IBM zEnterprise, Enterprise
Asset Management (Maximo) for Government, Smarter Analytics Anti-Fraud
Infrastructure for zEnterprise, zEnterprise Smarter Analytics for Retail
nych (LPAR), w których każda instalacja systemu
operacyjnego działa niezależnie od pozostałych.
Zasoby procesorów oraz urządzeń wejścia/wyjścia można współdzielić albo przydzielić na wyłączność dla wybranej partycji, przy czym zmiany
alokacji zasobów można tworzyć dynamicznie
bez restartu komputera. Podstawowa różnica
dotyczy jednak nie tyle liczby zainstalowanych
systemów operacyjnych, ale bezpieczeństwa
MATERIAŁ PROMOCYJNY
i niezawodności działania. Większość przerw w dostępie usług wynika przeważnie z błędów (w tym
ludzkich) oraz awarii sprzętowych, a zatem daleko
posunięta redundancja i sprzętowo zapewniona
separacja zasobów sprawiają, że problemy zdarzają
się o wiele rzadziej.
Komputery tej klasy zostały zaprojektowane pod
kątem bezpieczeństwa i posiadają wbudowane
mechanizmy separujące każdy z systemów, dzięki
czemu wpływ pojedynczego systemu operacyjnego (lub aplikacji pracującej wewnątrz niego) na
pracę całego komputera praktycznie nie istnieje.
Podczas partycjonowania zasoby sprzętowe można przydzielić, by wybrany system lub grupa systemów miała fizycznie wydzieloną część zasobów
wyłącznie do swojej dyspozycji – w ten sposób
można zapewnić ciągłość działania oraz wydajność
niezależnie od obciążenia przez pozostałe instancje
w innych partycjach.
Bardzo sprawna obsługa
operacji dyskowych
Jednym z najbardziej obciążonych podsystemów
przy pracy motorów bazodanowych jest część odpowiedzialna za operacje wejścia/wyjścia. Konsolidacja obciążeń bazodanowych na maszynach
budowanych według założeń klasy mainframe ma
sens, gdyż komputery tej klasy posiadają specjalizowane procesory SAP (nie mylić z nazwą producenta
oprogramowania biznesowego), które przejmują na
siebie wszystkie zadania związane z operacjami dostępu do pamięci masowych oraz innych urządzeń
wejścia/wyjścia. Architektura x86 nie dysponuje takimi specjalizowanymi procesorami, a zatem część
tych operacji musi wykonać procesor główny całego
komputera.
Dzięki specjalizacji procesorów, komputer ELS
może zapewnić o wiele większą wydajność per
procesor w porównaniu do maszyn x86. Nawet jeśli klaster wielu komputerów x86 będzie w sumie
miał większą moc obliczeniową CPU od komputera ELS, ten drugi wygrywa zdecydowanie przy
biznesowych zastosowaniach transakcyjnych,
które trudno wykonywać równolegle. Dodatkowo
odseparowanie zadań związanych z operacjami
wejścia/wyjścia sprawia, że możliwa jest bardzo
głęboka konsolidacja.
Niezrównana niezawodność
Migracja do głęboko skonsolidowanego środowiska
ELS ma istotną zaletę związaną z niezawodnością samego środowiska sprzętowego. W środowiskach klasy x86 awaria pojedynczego procesora w większości
przypadków wiąże się z wyłączeniem całego komputera z eksploatacji. Aby osiągnąć wysoką dostępność buduje się zatem klastry złożone z co najmniej
dwóch maszyn fizycznych. Awaria jednego z takich
komputerów tworzących klaster powoduje natychmiastową utratę części wydajności (przy klastrze
z równoważeniem obciążenia) lub przełączenie na
ELS a zwykłe serwery – to nie to samo
Komputery ELS znacząco różnią się nawet od klastrów obliczeniowych zbudowanych ze zwykłych
serwerów platformy x86. Są to mocne maszyny, które od początku były projektowane pod kątem
ciągłego przetwarzania danych biznesowych i mogą dysponować wieloma procesorami oraz dużą
ilością pamięci RAM. Największa różnica dotyczy samej konstrukcji tych maszyn, a dokładniej
– procesorów, które tam pracują.
dr inż. Marek Śnieżek z Politechniki Rzeszowskiej mówi: „Szczegółowe rozwiązania uwzględniające
architekturę procesora komputerów ELS, jego cechy funkcjonalne, w tym lista rozkazów, są optymalizowane pod tym kątem i powodują, że ten procesor doskonale sprawdzi się w zastosowaniach
biznesowych. Większość rozkazów jest implementowana sprzętowo z uwzględnieniem rozmieszczenia poszczególnych elementów w układzie w celu minimalizacji opóźnień sygnałowych”.
Pojedynczy procesor takiego komputera zawiera w sobie te same bloki funkcjonalne,
co inne współczesne procesory, oprócz tego dodatkowe:
• jednostka zmiennoprzecinkowa dziesiętna, która jest niezbędna w obliczeniach biznesowych,
ze względu na możliwe błędy zaokrągleń przy obliczeniach binarnych.
• k ryptograficzna, która obsługuje algorytmy DES, TDES, AES, SHA, PRNG, DRNG i jednocześnie
umożlwia sprzętową kompresję i dekompresję danych, także z użyciem słownika,
•w
ykrywania błędów, która przechowuje kopię stanu procesora, może wykryć błędy i zainicjować
przeniesienie obliczeń do procesora rezerwowego w sposób automatyczny, bez ingerencji administratora i bez przerywania pracy komputera.
W komputerze tej klasy stosowane są procesory:
• IFL (Integrated Facility for Linux)– procesor przeznaczony do eksploatacji Linuksa.
• zIIP, który przeznaczony jest do pracy z bazami danych oraz XML, obsługuje także wirtualną
maszynę Javy.
• ICF - zapewnia synchronizację danych pomiędzy wieloma systemami operacyjnymi korzystającymi z tych samych zasobów. Nie jest widoczny dla normalnych systemów ani aplikacji.
• SAP (System Assist Processor)– obsługujący operacje wejścia/wyjścia. Takich procesorów
w każdej szufladzie jest kilka i są wliczone w cenę komputera.
• Z apasowe procesory (dwa na każdą szufladę), które mogą przejąć każdą funkcjonalność
na wypadek awarii innego procesora.
Jak informuje dr Michał Sierakowski (IBM): „Sprzętowe i programowe mechanizmy wirtualizacji stawiają platformę ELS w pierwszym rzędzie potencjalnych alternatyw dla konsolidacji przetwarzania danych.
Bezpieczeństwo i separacja środowisk zostały potraktowane przez IBM z najwyższym priorytetem, a ich
realizacja potwierdzona standardami rynkowymi. ELS jest jedynym seryjnie produkowanym serwerem
wyposażanym standardowo w sprzętowe moduły bezpieczeństwa (HSM). Tym samym daje on również
zdalnym użytkownikom dostęp do funkcji kryptograficznych przy zachowaniu najwyższego poziomu
bezpieczeństwa”.
Komputer taki zapewnia pełną redundancję sprzętową na każdym etapie oraz bezpieczeństwo
pracy każdego z obsługiwanych systemów operacyjnych. Porównywalnych możliwości nie ma żaden
serwer klasy x86 i właśnie dlatego, mimo wielu starań konstrukcyjnych, nie dorównują niezawodnością maszynom klasy mainframe. Czas ciągłej pracy (uptime) takiego komputera może być mierzony w latach, aktualizacje wprowadza się podczas działania bez konieczności restartu, a zdarzenie
polegające na całkowitym załamaniu pracy przez pojedynczą wadliwą aplikację jest niesłychanie
mało prawdopodobne. Mówimy tu o dostępności rzędu 99,9999% (tak zwane „sześć dziewiątek”, czyli
maksymalnie 52 sekundy nieplanowanej przerwy w pracy rocznie) - taki wynik osiągnęła blisko co
czwarta firma badana w ubiegłym roku przez niezależną organizację Information Technology Intelligence Consulting (ITIC) 2014-2015. Jak podaje ITIC, dostępność na poziomie 99,999% („pięć dziewiątek”, około 5 minut nieplanowanej przerwy rocznie) i wyższą osiąga znacząca większość instalacji
komputerów klasy mainframe, przy czym aż 86% administratorów „rzadko lub nigdy” nie restartowała
takiego komputera, gdyż nie było to konieczne.
alternatywny węzeł klastra (gdy mamy do czynienia
z rozwiązaniem standby). W środowisku wywodzącym się z technologii mainframe mamy do czynienia z innym podejściem, w którym cała konstrukcja
została zaprojektowana w taki sposób, by utrzymać
działanie tego samego systemu mimo możliwej
awarii sprzętowej. Nawet awaria procesora w trakcie
pracy nie powoduje przerwania przetwarzania, gdyż
następuje wówczas bezprzerwowe przełączenie obliczeń do procesora rezerwowego.