Серверы

Обстановка

Маленький секрет большинства современных компьютерных систем состоит в том, что судьба хранимой в них информации висит на одной сопле. В те времена, когда дисководы ломались каждый день, эксплуатационный персонал, во-первых, был, и, во-вторых, относился к защитному копированию с религиозным усердием. У современных устройств - конечно, не тех, которые можно купить у российских поставщиков по дешевке, - наработка на отказ возросла в тысячи раз, а по-настоящему ценные и уникальные данные встречаются на практике не так уж часто. Вероятно, сейчас лишь доли процента дисководов в мире обеспечены защитным копированием - остальные же или не обеспечены, или обеспечены так, что когда клюнет жареный петух, данные все равно не удастся восстановить.

Есть примеры, когда в результате потери данных погибали целые предприятия. Заинтересованные фирмы неустанно собирают и пропагандируют этот передовой опыт, но всякий здравомыслящий управляющий вынужден учитывать ненулевую вероятность техногенных катастроф и пожаров, землетрясений, ураганов и наводнений, диверсий и революций, и прочих напастей, ущерб от которых, конечно, можно предотвратить, но очень дорогой ценой.

По-настоящему надежные компьютерные системы дорого стоят и дорого обходятся в эксплуатации. Большинство пользователей довольствуется обычными PC, в крайнем случае, слегка перекрашенными под серверы, и не особенно на них полагается.

Однако полюса спроса и предложения движутся навстречу друг другу. С одной стороны, решения для высоконадежных серверов быстро дешевеют. С другой, все больше корпораций начинают их применять. Важнейшая из тенденций, стимулирующих спрос, - переход от централизованной к рассредоточенной в пространстве организации деловых процессов.

Если раньше титул транснациональной корпорации почти наверняка предполагал солидную численность персонала и оборот, то теперь слово International к своему названию сплошь и рядом приписывают фирмы, у которых всего 20-30 сотрудников. Случается даже, что, умело применяя компьютеры и связь, один человек поддерживает "офисы" в нескольких странах мира.

Второй фактор рассредоточения - телекоммьютинг. Словом commute американцы обозначают частые поездки туда-сюда, например, из дома на работу. Соответственно, неологизм telecommute, не очень удачный по сути, однако вполне понятный на бытовом уровне, означает попросту работу на дому, когда сотрудник пользуется связью (телекоммуникацией) вместо транспорта. Commuter означает или какое-то челночное транспортное средство (shuttle), или самого ездока, а telecommuter - это уже однозначно человек, пользующийся телекоммьютингом.

Для бизнеса все это означает полную зависимость процессов обработки информации и делового общения от работоспособности компьютерной сети, причем круглосуточно. Сотрудников дальних офисов и надомников уже не заставишь ни работать по единому графику с девяти до шести, ни бегать из комнаты в комнату с дискетками. Влияние тенденции к рассредоточению ведения дел я еще не раз буду отмечать по ходу этого обзора, а редакторы "Компьютерры" подумывают о целой теме номера, посвященной телекоммьютингу.

Откровенно говоря, я не очень верю в быстрое развитие телекоммьютинга в России. Во-первых, со связью дело у нас обстоит еще хуже, чем с транспортом, а во-вторых, советские квартиры - это вам не американские дома. Замечено, что, будучи вынужден проводить на своих квадратных метрах день и ночь, российский телекоммьютер вскоре начинает лезть на стенки и пытаться ходить по потолку. Но Россия, к счастью, и не делает погоды на компьютерных рынках. Американские потребители сбивают цены такими темпами, что высоконадежные системы вскоре могут стать по карману даже тем фирмам, потребности которых дальше файлового сервера не простираются.

SAN

За неделю до выставки было закрыто предприятие по производству жестких дисков Micropolis. Будучи независимой фирмой, Micropolis всегда старалась делать что-то особенное в небольших количествах, хотя, насколько можно судить по независимым отзывам, ей далеко не всегда удавалась делать это хорошо. Весной Micropolis купил сингапурский государственный концерн. Не прошло и полугода, как новые владельцы неожиданно остановили завод и уволили весь персонал.

Ходили слухи, что незадолго до этого было введено в строй крупное производство в Сингапуре, однако представитель аудиторской компании, которой была поручена ликвидация Micropolis, объявил, что сингапурцы просто решили выйти из этого бизнеса. Как бы то ни было, одной из причин гибели широко известной, в том числе и в России, фирмы стало неправильное позиционирование на рынке. "Элитные" дисководы теперь мало кому нужны. Нынешний потребитель предпочитает дешевую стандартную продукцию.

Возможности, которые раньше предлагались только в дорогих системах для вертикальных рынков, теперь включаются в обычные массовые адаптеры. В обзоре прошлого года я отмечал появление на PC дешевых контроллеров RAID, иногда встроенных прямо в системную плату. В этом году фирма DPT, известная своими высокоэффективными адаптерами SCSI (www.dpt.com), показала на выставке новое решение: ServerOnCall.

Несколько серверов с новыми адаптерами Smart RAID IV можно присоединить к одному резервному серверу, на котором установлен соответствующий софтвер. Резервный сервер будет следить за "сердцебиением" остальных, а в случае отказа одного из них подключится к его дискам и загрузит с них операционную систему "в себя". Пользователям придется авторизоваться заново и восстанавливать прерванный сеанс работы.

ServerOnCall пока работает под ОС Windows NT 4.0. В будущем обещаны NetWare 4.11, SCO UnixWare 2.1, SCO OpenServer 5 и даже BSDi 3.0. Программно-аппаратные средства для резервирования одного сервера обойдутся примерно в 900 долларов, а каждый последующий можно добавить за 325 долларов.

Электронное переключение дисков с одного компьютера на другой, мягко говоря, - не новость. Но, если поставить ServerOnCall в контекст сегодняшних тенденций, становится понятно, что это движение в направлении входящих сегодня в моду SAN, то есть, Storage Area Network. Наиболее предпочтительной технологией для SAN является Fibre Channel, некоторые подробности о которой вы можете найти на врезке.

Fiber Channel

В развитии этой технологии огромную роль играют лидеры - такие, как Sun Microsystems, Hewlett Packard, DEC, IBM. Вместе с тем, с ней связало свои надежды на будущее процветание немало небольших и начинающих компаний.

Фирма Artecon объявила на "Comdex" о том, что до конца 1997 года начнет поставки запоминающих комплексов LynxNSS, построенных в соответствии с концепцией SAN. Внутри комплексов используется Fiber Channel, а снаружи они подключаются к локальной сети и предоставляют в распоряжение ее участников доступ к своим дисковым ресурсам по протоколам NFS, SMB/CIFS и HTTP. Пользоваться файлами LynxNSS могут в одно и то же время как компьютеры под управлением Unix, так и компьютеры под управлением Windows NT/ Windows 95.

Отсутствие NetWare здесь, по-видимому, не просто признак того, что она уже не считается перспективной. LynxNSS работает под управлением собственных файловых серверов со своей операционной системой: простой, быстрой, специально "заточенной" под файловые операции. Эти серверы имеют по два процессора: основной, Pentium, и поддерживающий - RISC. Последний, в частности, занимается восстановлением данных после замены отказавшего диска в RAID, благодаря чему, по заверениям фирмы, скорость работы сервера на это время не снижается.

Операционная система LynxNSS, названная AerREAL, обеспечивает протоколирование операций, немедленную запись изменений на диск, "горячую" замену отказавших устройств, и так далее. Фирма отмечает, что после отключения питания LynxNSS восстанавливается и приходит в готовность за минуту. Объявлено, что комплекс LynxNSS с дисками емкостью 27 Гбайт будет стоить 16 тысяч долларов, что составляет около 60 центов за мегабайт.

Как видим, Artecon (www.artecon.com) пока делает ставку на вертикализацию рынка средств SAN, надеясь успеть создать в нем свой сегмент. Но настоящее падение цен в секторе серверных продуктов начнется, когда изделия разных фирм станет возможно комбинировать между собой.

На сервере консультационной фирмы EMF Associates (владелец - Edward M. Frymoyer, www.emfassoc.com), в качестве рекламы одного из докладов о перспективах Fiber Channel можно найти диаграмму, характеризующую рост связанных с нею сегментов рынка с момента его возникновения и (прогнозируемый) до 2002 года (рисунок 2.1). Приводя ее в этом обзоре, я хотел бы обратить ваше внимание не столько на ожидаемый авторами рост, сколько на его качественную динамику. За основу, насколько можно судить, здесь берутся прогнозы развития рынка серверов.

Рис. 2.1. Диаграмма.

В 1997 году отмечено проникновение Fiber Channel на PC-серверы и появление первых интерфейсных плат (то есть, фактически, горизонтального рынка, на котором любой желающий может купить компоненты, чтобы установить их на стандартную PC). Затем EMF Associates предсказывает быстрое распространение Fiber Channel на PC, причем уже с 1998 года рост старой части рынка, ориентированной на Unix, прекращается. Начало этого процесса я и обнаружил, профилируя "Comdex/Fall '97".

Заслуженная создательница процессоров для SCSI, фирма QLogic (www.qlc.com) приурочила к выставке объявление о выпуске двух новых микросхем. Первая - однокристальный контроллер жесткого диска, подключаемого через Fiber Channel со встроенными передатчиками для "медной" линии связи (то есть выход на внешние приемо-передатчики для тех, кому нужна более высокая мощность или подключение к оптоволокну). Вторая - однокристальный 64-разрядный программируемый интерфейс PCI 66 МГц/Fiber Channel, представляющий собой модернизацию существующей микросхемы для PCI 33 МГц. Оба устройства могут работать как в соединении "точка-точка", так и в кольцевой топологии FC-AL.

Чуть ранее, на базе "старой" микросхемы QLogic начала выпускать первую плату для 64-разрядной шины PCI с частотой 33 МГц (совместимую с 32-разрядной реализацией шины), имеющую выход прямо на оптоволокно. По-видимому, вскоре должен появиться и вариант на 66 МГц. Плата, обозначаемая QLA2100F, "проталкивает" сигнал через оптоволоконный кабель длинною до 500 метров. Во время выставки Qlogic совместно с фирмой Ancor Communications демонстрировала возможность кластеризации PC-серверов и построения SAN вокруг переключателя Fiber Channel Fabric. При этом данные по отдельным соединениям передавались на скорости до 100 мегабайт в секунду.

Незадолго до выставки компания Adaptec (не нуждающаяся, я полагаю, в представлении) выпустила очень близкую по архитектуре пару контроллеров - AIC-8420 для Ultra2 SCSI и AIC-8441 для Fiber Channel. В данном случае подчеркиваются уникальные выгоды, которые получат разработчики программ, встраиваемых в контроллеры дисководов.

Корпорация Mylex (www.mylex.com) пока не готова выйти на рынок Fiber Channel, но сочла уместным сделать несколько телодвижений, демонстрирующих серьезность своих намерений. В начале 1998 года она собирается начать поставки контроллера RAID с интерфейсом Fiber Channel, а компоненты, созданные для этого изделия, послужат основой для нескольких перспективных продуктов. Mylex сообщает, что численность ее специализированного подразделения возросла с 12 (при его создании в апреле 1996 года) до 40 человек.

Symbios Logic (www.symbios.com) показала еще одну готовую подсистему RAID с интерфейсом Fiber Channel, не преминув привлечь к этому делу сильных мира сего: Compaq (сервер) и Novell (операционная система). И фирма Trimm Technologies (www.trimm.com), поставляющая конструктивы для массивов дисковых накопителей, показала новый высоконадежный (по питанию и вентиляторам) крейт, предназначенный для дисководов с частотой 10000 оборотов в минуту и c выходом на FC.

Но настоящим авангардом прогресса следовало бы считать поставщиков Fiber Channel Fabrics (FCF) - хотя бы потому, что эти устройства еще даже не стандартизованы. Фирма Arcxel Technologies (www.arcxel.com), созданная в 1996 году, с гордостью демонстрировала на "Comdex" свой первый продукт, FCF AGS/8, который вы видите на снимке (рисунок 2.2). По существу, это переключатель, каждый из восьми портов которого может одновременно работать с пропускной способностью 1,063 гигабита в секунду и подключаться как к отдельному устройству (точка к точке), так и к петле FC-AL.

Рис. 2.2. FCF AGS/8.

Мне пришло в голову, что самое время начать выпускать дисковые накопители в защищенном исполнении, которые можно было бы просто закапывать в землю на дворе вместе с заземлителем. Герметичный корпус, через который проходят кабели питания и FC, возможно - миниатюрный электромашинный преобразователь внутри, чтобы абсолютно надежно защититься от любых неприятностей на входе. RAID не надо: никто не станет откапывать накопитель, чтобы заменить отказавший привод. Лучше закопать несколько, а по сети пустить Multicast. Такая штука выдержит и пожар, и наводнение, и землетрясение, и даже падение небольшого метеорита. И недорого.

Ввод-вывод с умом

Это, как вы, наверно, догадались, про IIO, или I20 - Intellectual Input and Output. При таких объемах данных, которые может перекачивать Fiber Channel, не удивительно, что все PCI-адаптеры для нее используют IIO и готовы принять "на борт" прошивки с новыми функциями.

Аппаратура IIO представляет собой специальный процессор ввода-вывода (обычно - Intel 960), который берет на себя выполнение операций, не требующих по ходу их выполнения вмешательства операционной системы. Например, ОС "заказывает" операцию передачи данных с диска на диск, а процессор IIO ее выполняет в автономном режиме.

Реализовать нечто в этом роде не так уж трудно, и это делалось много раз, однако теперь компьютерная промышленность задалась целью разработать совокупность унифицированных моделей, на основе которых можно было бы обслуживать типовые задачи обмена данными. Текущая спецификация IIO v1.5, наконец, добралась до массовой памяти, PCI Hot Plug, поддержки SAN и однородных сетей. На "Comdex/Fall '97" редкий изготовитель системных плат и адаптеров не выставлял моделей с IIO.

В марте 1998 года ожидается принятие следующего расширения v2.0, которое охватит, в частности, взаимодействие компьютерных кластеров. Тогда придет черед всех этих загадочных Волчьих Стай и Горных Волков, вокруг которых в уходящем году было столько шума и даже скандалов. И - как знать, - возможно, мы еще до конца следующего года начнем привыкать к мысли, что совокупная мощь PC среднего современного офиса превосходит любой векторный суперкомпьютер, и вся она может быть сосредоточена на решении какой-то одной суперзадачи.

Тощие серверы

Привыкнув помаленьку к мысли о тощих клиентах, уместно задаться вопросом - а почему сервер должен быть толстым? В самом деле, клиент должен взаимодействовать с человеком, потому такие его части, как экран и клавиатура, сопротивляются уменьшению. Сервер же не имеет никаких физических ограничений и может быть сделан сколь угодно малым. С этой точки зрения даже стандартная PC и ее операционная система может показаться слишком толстой. А если учесть, что дисковые накопители "уходят" из серверной коробки и становятся частью SAN… Наверно, вы уже поняли суть дела, поэтому давайте перейдем к примерам.

С точки зрения остальных членов сети, сервер - это черный ящик, предоставляющий им услуги в соответствии с некоторым набором протоколов. Компания Axis Communications (www.axis.com) начала с того, что разработала платформу, оптимизированную для этих задач. Архитектура Axis представляет собой набор frameworks (в данном случае проще использовать этот общепринятый термин, чем переводить его), которые основаны на ядре реального времени OSYS - отчасти похожем на микроядро, поскольку, например, управление задачами (jobs) и потоками (threads) выделено в отдельный framework.

Предусмотрены прикладные frameworks сетевых протоколов (как транспортных, типа TCP/IP или NetBIOS/NetBEUI, так и протоколов доступа, таких, как NFS, HTTP или SMB/CIFS), файловых услуг и доступа к устройствам, а также средств дистанционного управления и диагностики. В этих рамках выполняются, по существу, функции операционных систем - семейства Windows, NetWare, OS/2 и Unix'ов.

Хотя Axis подчеркивает, что ее программная система переносима почти на любую аппаратную платформу, свои тощие серверы она строит на базе собственного однокристального RISC-процессора, обрамленного обычным набором контроллеров для связи с различными портами ввода-вывода. Честно говоря, я уже сам не понимаю, зачем я все это описываю. Ну, еще один компьютер с еще одной операционной системой класса QNX. Несколько десятков программистов и процессорщиков получили хорошую работу, порадуемся за них.

Не факт, что тощий сервер Axis на самом деле окажется так уж сильно дешевле соответственно урезанной PC. Реально на базе этой архитектуры Axis пока выпускает серверы CD-ROM, видеокамер и принтеров. Интересно ее намерение создать Web-on-a-Chip: однокристальную реализацию Web-сервера, который можно будет встраивать хоть в кофеварку. Замечу, что файловый сервер LynxNSS, о котором я рассказал в предыдущем разделе, тоже вполне мог бы претендовать на звание тощего. По-видимому, его создательница, фирма Artecon, еще не догадалась запрыгнуть на подножку этого bandwagon'а.

По-настоящему впечатляющее изделие с гордостью представила посетителям выставки фирма Creative Design Solutions (www.creativedesign.com). Устройство, которое вы видите на снимке (рисунок 2.3), это не дисковый накопитель шириной 3,5 дюйма, а готовый к использованию тощий сервер, называемый Plug & Store 100 (PS100SA), к которому действительно может быть пристыкован дисковод. В сервере использован обычный Pentium, причем его можно покупать и без процессора. Модуль памяти - тоже съемный, что, по-видимому, позволяет изменять размер буфера.

Рис. 2.3. Фотография "тощего" сервера.

В тощий сервер "зашита" операционная система, которая готова предоставить многопользовательский доступ к файловым ресурсам на обслуживаемом ею диске клиентам Windows (NT, 95, 3.11), OS/2, DOS, NetPC и NC. Серверный модуль подключается к Ultra Wide SCSI и прямо к Ethernet. Кроме обычного "винта", тощий сервер может управлять накопителем со сменным носителем или приводом CD-ROM.

Операционная система Plug & Store автоматически, без вмешательства оператора, ремонтирует файловую систему после неожиданного отключения питания. Предусмотрены поддержка RAID 1 (то есть, можно присоединить второй "зеркальный" дисковод) и автоматическое фоновое воссоздание копии в случае отказа одного из накопителей. Вообще, порт SCSI на PS100SA может "тянуть" до 14 устройств.

Стоит один Plug & Store c процессором Pentium 133 около 1000 долларов, хотя вообще-то фирма рассчитывает на массовые поставки его по заказам OEM. Цена, надо признать, людоедская. Впрочем, Creative Design меланхолически замечает, что столько же стоит лицензия на один Windows NT Server.

Попутно в этом разделе я хочу рассказать о еще одном странном экспонате. Фирма Paradigm Storage предложила для лицензирования свои патенты на новую конструкцию дискового накопителя. Как видно из рисунка 2.4, такой накопитель будет иметь вдвое больше "блинов" при той же высоте и много меньшее время позиционирования, поскольку верхний и нижний блоки головок в нем имеют независимые приводы. Такие случаи на "Comdex" тоже бывают. Традиционно, эта выставка сводит друг с другом не только торговых, но также финансовых, технологических и производственных партнеров.

Рис. 2.4. Cхема кинематики Paradigm.

История успеха

Незадолго до выставки фирма Corollary объявила о завершении поглощения ее Intel Corp. Так закончилась двенадцатилетняя история этого малого предприятия, а его основатели, бывшие сотрудники Texas Instruments, выручили, надо полагать, хорошие деньги за свои достижения. Corollary уже попадала в наш обзор прошлогодней "Comdex/Fall '96" как разработчица уникальной технологии Profusion, позволяющей строить симметричные восьмипроцессорные системы на базе процессоров Intel.

Процессор Pentium Pro был предназначен для работы в составе SMP-систем с числом процессоров до четырех, а Pentium II - всего двух. Однако в новых процессорах Deschutes и системе соединения Slot 2 будет использована технология Corollary.

В начала октября Corollary и Compaq объявили о взаимном лицензировании Profusuon (вернее, того, что из нее получится) и PCI Hot Plug. Плодами этой гибридизации могут стать дешевые высоконадежные многопроцессорные серверы, целиком построенные из компонентов массовых PC.