Кто приручит серверы, или Особенности интегрального подхода

Аппаратная платформа

Программная платформа

Виртуализация, оптимизация и рынок

Авансы без долгов

В настоящее время в мире работает примерно 108 компьютеров и вдобавок имеется 1011 устройств, в которых так или иначе содержатся компьютерные системы. Конечно, реальных компьютерных группировок куда меньше, однако чем больше оборудования устанавливается сегодня, тем труднее и дороже станет его обслуживание завтра. И как тогда обоснованно оправдать перед руководством возросшие расходы на ИТ? Как устранить противоречие между эффективностью ИТ-конфигураций и их влиянием на результаты бизнеса? Сейчас, похоже, некоторые игроки рынка озаботились созданием решений, позволяющих пользователям системно (а не по законам броуновского движения), без ненужных компромиссов и без потерь строить адекватные бизнесу конфигурации.

ногие пользователи сегодня обнаружили, что появление на рынке нового оборудования и ПО совсем не обязательно способствует решению их насущных проблем, поэтому внимание аналитиков все больше привлекают интегрированные решения ведущих ИТ-игроков, хотя и включающие знакомые на первый взгляд аппаратно-программные средства и сервис, но увязанные с тенденциями развития ИТ-индустрии и подкрепленные собственными реальными планами выпуска новых процессоров, серверов и приложений. Посмотрим, как это проявляется в деятельности корпорации IBM на примере развития ее UNIX-систем.

Аппаратная платформа

едавно компания IBM выпустила модели серверов семейств и IBM eServer iSeries на базе микропроцессора POWER5, а в июле семейство UNIX-серверов IBM eServer pSeries пополнилось моделями на этом процессоре. Первые системы будут иметь до четырех процессоров, а последующие — до 64, что позволит поддерживать до 128 потоков выполнения. Появление POWER5 положило начало новой линейке серверов под кодовым названием Squadron. Собственно, эти представители 64-процессорных систем и предназначены для выполнения 128 потоков за счет параллельной многопоточной архитектуры (Simultaneous MultiThreading, SMT) и высокопроизводительных суперкомпьютеров серии ASCI Purple, содержащих более 12 тыс. микропроцессоров. Архитектуру POWER (Power Optimization With Enhanced RISC), однако, не следует рассматривать лишь как средство создания все более быстродействующих микропроцессоров — эта технология должна обеспечить открытое оптимальное взаимодействие практически с любыми устройствами для высвобождения всех их возможностей.

Первый микропроцессор POWER1 появился в 1990 году как основа для систем класса RS/6000 (ныне eServer pSeries), и уже тогда в кристалле, имеющем «всего» 800 тыс. транзисторов, была предусмотрена возможность масштабирования, позволяющая использовать его как в настольных рабочих станциях, так и в суперкомпьютерах. Следующим стал процессор POWER2, который выпускался с 1993-го по 1998 год и имел уже 15 млн. транзисторов. Именно этот микропроцессор составил элементную базу знаменитой шахматной системы IBM DEEP BLUE. POWER3 был первым реально 64-разрядным микропроцессором с поддержкой SMP (Symmetric Multiprocessor) и создавался на базе передовой для 1998 года технологии медных проводников, позволившей вдвое увеличить производительность без изменения цены. Микропроцессор POWER4 появился на рубеже веков и содержал 174 млн. транзисторов, работающих на гигагерцевых частотах, что, вкупе с технологиями SMP on a Chip (сервер на чипе) и SOI (Silicon on Insulator — кремний на изоляторе) обеспечило, в частности, возможность одновременно выполнять 200 команд, предоставляя совместимость со всеми предшественниками. Но главное — увеличение количества транзисторов на кристалле позволило разработчикам из IBM строить решения с многоядерной архитектурой.

В кристалле POWER5 интегрированы функции, для исполнения которых ранее применялись отдельные наборы микросхем. Также в этом микропроцессоре были развиты идеи параллельной многопоточной архитектуры SMT, позволяющей в рамках одного потока выполнять целый комплекс задач: предсказание переходов, подготовку команд к исполнению и т.п. Это дало возможность значительно увеличить количество одновременно выполняемых инструкций, причем независимо от тактовой частоты. Согласно результатам предварительного тестирования, быстродействие POWER5 почти в четыре раза выше, чем быстродействие POWER4, что для систем на базе нового микропроцессора означает, по мнению аналитиков, увеличение производительности на 35%. А уже не за горами 2006 год — и процессор POWER6.

Все это хорошо, однако для пользователей немаловажна и экономическая модель выпуска процессоров, которой руководствуются в IBM. Недавно компания объявила о планах по реорганизации бизнеса, связанного с производством полупроводников. Его основная цель — изменение тенденции к снижению дохода корпорации от продаж микропроцессоров, который в 2003 году составил 2,9 млрд. долл. Этого можно достичь, в частности, за счет стандартизации и широкого сотрудничества с независимыми компаниями. И данная стратегия приносит свои плоды: компании Motorola и Apple уже давно применяют микропроцессоры семейства POWER, а сегодня аналогичные планы реализуют корпорации Applied Micro Circuits (производитель сетевых микропроцессоров и чипов для памяти) и Sony, которая намерена использовать технологию POWER в цифровых камерах и уже применяет ее в игровых приставках Nintendo.

Однако не только процессорами примечательны современные серверы IBM...

Программная платформа

авно прошло то время, когда на серверах работала всего одна ОС — сегодня в операционной системе AIX 5L, интегрирующей многие инновационные технологии повышения производительности, надежности и гибкости, можно в рамках одной платформы выполнять приложения, работающие под разными ОС. Динамические логические разделы, средства изменения конфигурации по требованию, балансировка нагрузки на серверы при гарантированной безопасности работы приложений, средства повышения отказоустойчивости, поддержка одновременного выполнения на одной платформе 32- и 64-разрядных приложений, а также поддержка инфраструктуры автономных вычислений (Autonomic Computing)  — вот неполный перечень возможностей, предусмотренных сегодня в AIX 5L 5.2.

В бизнесе не может быть мелочей, в частности нельзя забывать о поддержке работы критически важных приложений, — именно поэтому сегодня наблюдается всплеск интереса многих компаний к ОС UNIX, подтвержденные временем возможности которой по масштабированию, надежности и администрированию становятся определяющими при построении ИТ-инфраструктуры. Для поддержки выполнения критически важных приложений в AIX 5L 5.2 имеется менеджер загрузки Workload Manager (WLM), гарантирующий работу приложений в соответствии с соглашением об обслуживании независимо от текущей нагрузки на систему. За счет автоматического переключения ресурсов между заданиями администратор транслирует бизнес-требования в политики, в соответствии с которыми происходит автоматическое распределение ресурсов и приоритетов, что особенно важно для обеспечения работоспособности и оптимизации выполнения приложений электронной коммерции, бизнес-разведки и ERP. Кроме того, для более гибкого масштабирования в AIX 5L 5.2 имеется механизм CUoD (dynamic Capacity Upgrade on Demand) — динамической модернизации сервера посредством активизации по запросу установленных ранее неактивных ресурсов (процессоров, памяти).

В AIX 5L Ver. 5.2 имеются средства DLPAR (Dynamic Logical Partitioning), позволяющие масштабировать серверы pSeries, обеспечивая одновременную независимую работу на одном компьютере нескольких образов разных ОС. Логические разделы не ограничены рамками возможностей физических устройств, а оперируют блоками ресурсов, из которых можно строить виртуальный сервер с динамически изменяемой конфигурацией (число процессоров, объем памяти, количество слотов ввода-вывода).

Для построения практически неограниченных по мощности систем используется кластерное ПО, обеспечивающее координацию и синхронизацию между узлами. В AIX 5L системному администратору предоставляется интерфейс к аппарату Cluster Systems Management (CSM), который позволяет из одной точки управлять логическим центром данных, образованным физически распределенным кластером из серверов pSeries и xSeries, работающих с ОС AIX или Linux. В конечном счете CSM уменьшает совокупную стоимость владения, особенно при работе с гетерогенными группами. Кроме того, в AIX имеется система HACMP (High Availability Cluster Multiprocessing), помогающая обеспечить работоспособность приложений в режиме 24Ѕ7, автоматически определяющая сбойные узлы или нарушения работы сети и организующая восстановление работы оборудования, приложений и пользовательских сессий.

«Гибкость без перезагрузки» — примерно так звучит девиз работы ОС Linux на серверах pSeries, iSeries и не только на них, поскольку популярные сегодня серверы-лезвия, например IBM BladeCenter JS20, также будут поставляться на платформе POWER и ОС SUSE Linux, что позволит снизить стоимость решения для конечного пользователя и наряду с этим откроет практически неограниченные возможности масштабирования. Благодаря бесплатному инструментарию AIX Toolbox for Linux Applications, содержащему комплект программ от Open Source и GNU, приложения, разработанные для Linux, будут работать и под управлением AIX 5L — совместимость приложений обеспечивается на уровне кода. Отметим, что на открытом Web-сайте компании можно найти приложения независимых компаний практически для любой области применения, отрасли и серверной платформы: около 300 Linux-приложений сегодня адаптированы для работы на серверах pSeries и iSeries. В результате приложения смогут сочетать в себе гибкость Linux с расширенными средствами AIX по управлению нагрузками, администрированию, масштабированию и обеспечению безопасности. Кстати, AIX 5L имеет сертификат уровня C2, а кроме того, в этой ОС предусмотрены расширения поддержки многих стандартных протоколов и технологий: Pluggable Authentication Module (PAM), PKI, Enterprise Identity Mapping (EIM), BIND V9, SNMP V3, Mobile IPv6, WAP, OpenSSH и ряда других, из которых следует выделить IBM Network Authentication Server, IBM Directory Server 4.1 и ICSA Certified Ipsec/VPN, технологии безопасности в Java: JAAS, JCE/JCE, JSSE, JGSS и J-PKI. Помимо этого у IBM имеется программа поддержки независимых производителей на платформе Linux и POWER — это прежде всего касается разработок на eServer pSeries и iSeries для ОС SUSE и Red Hat Linux. Многие популярные системы работают сегодня на платформе Linux и POWER: WebSphere, DB2 Information Management, Tivoli и т.п., что позволяет строить практически любые конфигурации  — от небольших решений уровня SMB до инфраструктур транснациональных корпораций.

От ИТ-инфраструктур, как и от войны, бизнес ждет результатов, а не объяснения причин — для успешного продвижения аппаратно-программных платформ сегодня нужна идея. И такую идею корпорация IBM предлагает своим нынешним и потенциальным клиентам.

Виртуализация, оптимизация и рынок

ехнологические достижения, конечно, интересны, но, как правило, узкому кругу специалистов, основной же массе пользователей просто нужно, чтобы работали их бизнес-приложения. В основе этой «простоты» решений от IBM лежит, в частности, концепция виртуализации всей ИТ-инфраструктуры компаний. Виртуализация серверов и программного обеспечения в конечном счете позволяет по образу и подобию мэйнфреймов оптимизировать работу распределенной конфигурации компании. Известно, что загрузка zSeries составляет около 80%, а систем на базе Intel — не более 10-15%. Задача оптимизации состоит в том, чтобы сделать реальностью мечту многих сегодняшних пользователей: «Купим новое оборудование — получим более высокую производительность». Сейчас на рынке востребованы не столько решения по развертыванию аппаратно-программных группировок конкретного производителя, сколько услуги по созданию и поддержке динамичной, вертикально и горизонтально интегрированной инфраструктуры, оптимально решающей проблемы бизнеса. При этом следует учесть, что российские компании уже начинают следовать по пути западных, очень узко специализированных и не имеющих «лишних» людей, которых можно было бы выделить для создания и поддержки ИТ-инфраструктуры,  — все силы направлены на обслуживание основного бизнеса.

ИТ-оптимизации от IBM — это возможность получить исчерпывающие ответы на вопросы: как упорядочить расходы на ИТ-инфраструктуру и как достигнуть прозрачности при ее управлении; как интегрировать разнородные системы; как повысить уровень сервиса; как организовать правильное взаимодействие ИТ и бизнеса. Действительно, с одной стороны, бизнесу требуются относительно недорогие решения, но с корпоративной функциональностью, а с другой — необходимо оперативное внедрение с учетом особенностей конкретной прикладной области. Оказывается, виртуализация ресурсов позволяет добиться этих целей, предоставляя бизнесу мощности, ранее недоступные из-за их высокой стоимости.

Применительно к серверам корпорация IBM предлагает сегодня аппарат виртуализации Virtualization Engine для систем на базе POWER5, позволяющий превратить одну физическую систему в множество специализированных виртуальных, способных решать конкретные бизнес-задачи. Virtualization Engine переносит из мэйнфреймов на UNIX-серверы механизм создания разделов, позволяющий выполнять на одном процессоре множество независимых экземпляров операционной системы. Технология микроразделов (micro-partitioning) повышает до уровня мэйнфреймов загрузку серверных мощностей, которая сегодня составляет для UNIX-серверов лишь 15%. Помимо оптимизации ресурсов серверов, Virtualization Engine поможет упростить процессы управления сложных ИТ-инфраструктур.

В отличие от технологии логических разделов, уже более пяти лет используемой в серверах AS/400 (теперь — iSeries), Virtualization Engine даст системам на базе POWER5 ряд новых возможностей, например интеграцию механизмов создания микроразделов с программными модулями Tivoli, WebSphere, а также решения по балансировке рабочей нагрузки и средства управления элементами ИТ-инфраструктуры, позволяющие управлять ресурсами виртуального сервера. Так, например, система IBM Director Multiplatform предоставит единую консоль управления для серверов, в том числе от НР и Sun, а решение по управлению рабочей нагрузкой позволит оптимизировать использование ресурсов. Virtualization Engine включает также новый программный модуль Tivoli Provisioning Manager для автоматизации процессов конфигурации и для предоставления всех видов ресурсов в ИТ-среде: серверов, операционных систем, промежуточного ПО, приложений, систем хранения и сетевых устройств.

Однако Virtualization Engine — это не только виртуализация серверов, но и виртуализация систем хранения IBM ESS (Shark) и FAStT, а в перспективе под этой маркой планируется объединить механизмы виртуализации для всех компонентов ИТ-инфраструктуры, что позволит создать базу для интегрированной среды, способной гибко реагировать на изменения требований пользователя. Виртуализация стала сегодня одной из основ создания ИТ-среды, ресурсы которой предоставляются по требованию: единый пул систем хранения со средствами динамического распределения ресурсов; возможность размещать данные на наиболее подходящей платформе; использование имеющихся емкостей памяти; перемещение данных в зависимости от заданных политик и классов обслуживания приложений. Более того, благодаря конвергенции с Grid виртуализация позволяет выйти за пределы одной компании, и, хотя подходы к разработке таких инфраструктур у разных производителей различаются, все они свидетельствуют о реальности ранее недостижимой интегрированности. Правда, по мнению аналитиков, решить эту задачу могут только крупнейшие игроки ИТ-рынка.

В отличие от других производителей, сделавших сегодня ставку на продукцию Intel, IBM планирует оснащать всю линейку своих высокопроизводительных UNIX-серверов IBM eServer pSeries — начиная от модели класса high-end p690 и ниже, а также серверы семейства IBM eServer iSeries — микропроцессорами POWER, что укрепляет рыночные позиции компании, способной предложить клиентам масштабирование как вниз (за счет серверов Intel-архитектуры IBM eServer xSeries), так и вверх (благодаря ОС Linux и кластерному ПО, дающему возможность объединять системы на POWER с серверами на базе Intel Xeon).

Авансы без долгов

читается, что, прежде чем начать новую жизнь, неплохо бы расплатиться за старую: долги сокращают жизнь, в том числе и рыночную. В случае с IBM, сумевшей использовать накопленный опыт работы с мэйнфреймами, противостояние RISC и мэйнфреймов уже не актуально — каждому найдется свое место. В России у компании имеется множество клиентов, успешно использующих на современных системах POWER давно существующие приложения, изначально разработанные для морально устаревших сегодня платформ, что, с учетом высокой стоимости труда программистов и администраторов, является немаловажным фактором — даже для относительно богатых предприятий нефтегазового сектора.

Также риторически звучит вопрос о давлении, которое якобы испытывают графические станции на RISC-платформе со стороны Wintel. Преимущества семейств IntelliStation, включая станции на базе POWER, по соотношению «цена/производительность» очевидны, особенно если учесть их высокие показатели надежности.

Конечно, IBM не одинока в своем желании предложить клиентам оптимальные интегрированные решения, однако ни у кого больше нет трех компонентов, необходимых для полноценной ИТ-оптимизации: экспертизы в области ИТ, аутсорсинга и опыта проведения бизнес-преобразований. Не следует также забывать о том, что, имея оборот, сравнимый с бюджетом крупных стран, в том числе России, IBM может позволить себе работать по давно принятой на Западе модели долгосрочных контрактов с клиентами, фактически предполагающей инвестиции в их ИТ-инфраструктуры. В плане бизнеса вложения в ИТ пора рассматривать как инвестиции, которые впоследствии окупаются полученной прибылью, а иначе есть риск умереть от жажды, когда оазис уже на горизонте.

Материалы предоставлены российским представительством корпорации IBM.

КомпьютерПресс 9'2004