РПЗ (954379), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Основные параметры:

• Несколько шин: у серверов чаще всего бывает, по меньшей мере, две отдельные шины: высокоскоростная шина соединяет процессор с оперативной памятью, а более медленная — с устройствами ввода-вывода.

• Пропускная способность шин: должна быть весьма высока, что бы удовлетворять потребностям процессора и сетевого адаптера.

• Оперативная память

Оперативная память представляет собой энергозависимую часть системы компьютерной памяти, в которой временно хранятся данные и команды, необходимые процессору для выполнения им операции.

Основные параметры:

• Большой объем память: на серверах должно быть очень много памяти, чтобы уменьшить необходимость обращения к диску.

• Время доступа: должно быть как можно меньше, что бы удовлетворять потребности процессора. Для того, что бы сгладить разницу в скоростях между процессором и оперативной памятью с шиной данных используют кэш – память. ( КЭШ 0-го уровня - Для хранения декодированных микроопераций. Объем - 6 Кбайт. Время доступа - 1÷2 нс.

КЭШ 1-го уровня - Для хранения данных и инструкций. Объем - 32 Кбайт. Время доступа - 1÷2 нс.

КЭШ 2-го уровня - Для хранения данных. Объем - 1÷4 Мбайт. Время доступа - 4÷10 нс.

КЭШ 3-го уровня - Для увеличения производительности процессора. Объем - 6÷8 Мбайт. Время доступа - 12÷22 нс.

ОЗУ. Объем - 256 Мбайт ÷4 Гб. Время доступа - 35÷50 нс. )

• Нескольких контроллеров памяти: позволяет одновременно передавать несколько адресов, по которым будут запрашиваться или записываться данные, что увеличивает общую пропускную способность.

• Процессор

Процессор - электронный блок либо интегральная схема (микропроцессор), исполняющая машинные инструкции (код программ).

Основные параметры:

• Конвейерная обработка: инструкции считываются по нескольку за раз, помещаются в очередь, после чего выполняются по частям, то есть в каждый момент времени несколько инструкций находятся в различных состояниях выполнения. Это уменьшает затраты на доступ к памяти и ускоряет выполнение программы.

• Алгоритмы предсказания ветвления: некоторые процессоры анализируют выполняемый код, чтобы заранее считывать те команды, которые с наибольшей вероятностью будут выполнены следующими.

• Адресация в процессоре: количество разрядов определяет раз­мер указателя и, таким образом, ограничивает максимальный размер адресного пространства памяти. 32-разрядные компьютеры имеют 4 Гбайт адресного про­странства. Что же касается размера адресного пространства 64-разрядных компьютеров, то он равен 2^64 байт.

• Многопроцессорность: обеспечивают максимальную удельную производительность при пересчете не только на один ЦП, но и на единицу объема, что в серверных платформах весьма важно.

• Жесткий диск

Жесткий диск - запоминающее устройство произвольного доступа, основанное на принципе магнитной записи.

Твердотельный накопитель - компьютерное немеханическое запоминающее устройство на основе микросхем памяти.

Основные параметры:

• Время произвольного доступа: среднее время, за которое винчестер выполняет операцию позиционирования головки чтения/записи на произвольный участок магнитного диска. Диапазон этого параметра — от 2,5 до 16 мс. Как правило, минимальным временем обладают диски для серверов (например, у Hitachi Ultrastar 15K147 — это 3,7 мс). Для сравнения, у SSD-накопителей этот параметр меньше 1 мс. Для уменьшения сред­него времени поиска диски часто пытаются накапливать запросы, а затем вы­полняют их в таком порядке, чтобы минимизировать перемещение головки (алгоритм лифта).

• Скорость вращения шпинделя: количество оборотов шпинделя в минуту. От этого параметра в значительной степени зависят время доступа и средняя скорость передачи данных.

• Физическое расположение информации: лучшая производительность в среднем достигается между шпинделем и внеш­ним цилиндром, поскольку до этой дорожки головкам приходится проходить самое меньшее среднее расстояние. Некоторого повышения производительно­сти можно достичь, разместив наиболее часто используемую файловую систему вблизи середины диска.

1. Принципы построения отказоустойчивых сетей

Отказоустойчивость – это один из основных факторов, который надо учитывать при построении современных сетей.

Сформулируем некоторые принципы построения отказоустойчивых систем:

1.Защита от внешних воздействий. Неблагоприятные факторы, оказывающие воздействие на аппаратуру, - это различного рода катаклизмы, действия злоумышленника, действия неквалифицированного сотрудника, резкий скачок напряжения в электросети, пропадание электропитания в сети, неблагоприятные климатические условия и, наконец, просто выход аппаратуры из строя по причине старения или скрытых дефектов или еще чего-нибудь.

2. Диагностика. Своевременная диагностика состояния аппаратуры позволяет обнаружить те элементы и участки сети, в которых вероятность сбоя выше, чем в остальных, не дожидаясь нарушения работоспособности. К методам диагностического контроля относятся как регулярная диагностика с помощью программных средств, так и диагностика, проводимая техническими средствами при техническом обслуживании.

3. Сохранность программ и данных. После оснащения вычислительной системы необходимым оборудованием необходимо использовать технологии и стратегии, направленные на обеспечение сохранности информации при ее хранении и передаче. В случае передачи данных для их защиты используются аппаратные и программные средства. Из программных средств стоит воспользоваться различными видами помехоустойчивого кодирования и алгоритмами шифрования.

4. Дулирование (disk duplexing) - механизм защиты данных, основанный на использовании двух жестких дисков с раздельными каналами чтения/записи.

5. Резервное копирование (back-up) - копия данных, хранящихся на независимом носителе.

Приведём некоторые методы повышения отказоустойчивости:

• использование технологии замены отдельных узлов типа PCI HotPlug

• организация дисковых подсистем с использованием RAID

• дублирование дисковых контролеров RAID

• дублирование сетевых адаптеров

• установка резервных вентиляторов

• резервное электропитание процессора

• резервные источники питания

• дублирование BIOS

1. Расчет вероятности безотказной работы дисковой подсистемы сервера

По заданию необходимо определить вероятность безотказной работы дисковой подсистемы сервера, построенной на базе RAID-3, содержащей 2 базовых диска (без учета уровня RAID), при условии, что вероятность безотказной работы одного диска равна 0,6 и все диски одинаковые.

RAID 3:

В RAID 3 данные разбиваются на куски размером меньше сектора или блока (на уровне байт или даже возможно бит) и записывается по n - 1 дискам. Дополнительный диск нужен для хранения контрольной информации, называемой также контрольной суммой. Для вычисления контрольной информации используется операция «исключающего ИЛИ» (XOR), применяемая к записываемым блокам данных. При выходе из строя любого диска данные на нем можно восстановить по контрольным данным и данным, оставшимся на исправных дисках.

В RAID 2 для этой цели (хранения кодов коррекции ошибок) применялся n - 1 диск. Таким образом, он гораздо более избыточен в сравнении с RAID 3. Большая часть информации на контрольных дисках использовалась для коррекции ошибок на лету. В действительности же для подавляющего большинства пользователей достаточно простого восстановления информации в случае выхода из строя одного диска, а для этой задачи хватает информации, умещающейся на одном выделенном жёстком диске.

Достоинства RAID 3 - это высокая производительность за счет разбиения данных на блоки. При чтении, в случае отсутствия сбоев, не происходит обращения к диску с контрольными данными. Однако при записи есть постоянно обращение сразу ко всем дискам. Для построения RAID 3 минимальное достаточное количество дисков равно трем. Данный тип RAID используется редко и в основном для файлов большого объема с малой частотой обращений. Для блоков малого размера время доступа намного больше времени чтения. Из недостатков следует отметить низкую надежность контрольного диска вследствие очень частых обращений к нему. Обращения к диску с контрольными данными происходят чаще чем к дискам, хранящим собственно данные.

При отказе какого-то диска система восстанавливается по контрольной сумме. При отказе любых двух дисков система выходит из строя.

По условию количество основных дисков (без учета уровня RAID) n = 2. Следовательно, с учетом уровня RAID количество основных дисков .

Формализованная схема для оценки надежности дисковой подсистемы уровня RAID-3 представлена на Рис. 2.2.

Расчет вероятности безотказной работы любой пары дисков рассчитывается по формуле:

Вероятность безотказной работы пар, соединенных последовательно:

.

1. Рекомендации по модернизации или реорганизации

Для увеличения быстродействия сети можно заменить сегментов 10Base-T и 10Base-5 на 100Base-TX. Если архитектура филиала №2 позволяет и прочие условия заменить сеть Token-Ring на, допустим, все тот же 100Base-TX. В результате увеличится скорость, и цена понизится. Можно заменить RAID-3-массив на более быстрый, но не менее надежный, например RAID-5.

1. Эксплуатация дисковой подсистемы

Рассмотрим основные технологии дисковых подсистем серверов и обсудим целесообразность их применения с точки зрения стоимости, производительности, надежности и отказоустойчивости.

ДИСКОВЫЕ ИНТЕРФЕЙСЫ

Большинство сегодняшних дисков используют интерфейсы SCSI или IDE. Мы рассмотрим обе технологии, опишем их реализации, обсудим их работу.

SCSI - это стандартизованный ANSI интерфейс, имеющий несколько вариаций. Первоначальная спецификация SCSI, именуемая теперь SCSI-I, использует 8-разрядный канал данных при максимальной скорости передачи данных 5 Мбит/с. SCSI-2 допускает несколько вариаций, в том числе Fast SCSI с 8-разрядным каналом данных и скоростью передачи до 10 Мбит/с; Wide SCSI с 16-разрядным каналом данных и скоростью передачи до 10 Мбит/с; и Fast/Wide SCSI с 16-разрядным каналом данных и скоростью передачи до 10 Мбит/с (см. Табл. 2.1).

С появлением "широкого" 16-разрядного Fast/Wide SCSI 8-разрядные версии стали иногда называть "узкими" - Narrow SCSI. Недавно появилось еще несколько реализаций SCSI: Ultra SCSI, Wide Ultra SCSI и SCSI-3. В сравнении с более распространенными вариантами эти интерфейсы имеют некоторое преимущество в производительности.

Кабельная система SCSI-I - это линейная шина с возможностью подключения до восьми устройств, включая главный адаптер шины (host bus adapter, HBA). Такой дизайн шины называется SCSI c несимметричным выходным сигналом (single-ended SCSI), при этом длина шлейфа может достигать девяти метров. SCSI-2 (практически вытеснивший SCSI-I) поддерживает и SCSI c несимметричным выходным сигналом, и дифференциальный SCSI. Дифференциальный SCSI использует иной, нежели SCSI c несимметричным выходом, метод сигнализации и поддерживает до 16 устройств на шлейфе длиной до 25 метров. Он обеспечивает лучшее подавление шума, что во многих случаях означает лучшую производительность.

Характеристики

Список файлов домашнего задания