Une introduction aux architectures systèmes...

(c) ED 2003

Une introduction aux architectures systèmes distribuées

Université de Haute AlsaceOctobre 2003

Cluster

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Technique

Définition

Applications Idées

IntroductionGénéralisation

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Plan

Problèmes

Actions

Cluster

Solutions

Outils

Divers

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Problème

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Problème

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Problème

NET

CPU

E/S

Espace

HardService

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Problème

NET

CPU

E/S

Disques

HardService

Engorgement

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Problème

NET

CPU

E/S

Disques

HardService

Surcharge

Engorgement

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Problème

NET

CPU

E/S

Disques

HardService

Surcharge

Pannes

Engorgement

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Problème

NET

CPU

E/S

Disques

HardService

Surcharge

Pannes

Engorgement

Fiabilitée

Qualitée

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Problème

NET

CPU

E/S

Disques

HardService

Surcharge

Pannes

Engorgement

Engorgement

Fiabilitée

Qualitée

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Problème

NET

CPU

E/S

Disques

HardService

Surcharge

Pannes

Engorgement

Engorgement

Espace

Intégrité

Fiabilitée

Qualitée

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Problème

NET

CPU

E/S

Disques

HardService

Surcharge

Pannes

Engorgement

Engorgement

Espace

Intégrité

Fiabilitée

QualitéeTCO

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Plan

Problèmes

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Cluster

Solutions

Outils

Divers

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Actions

NET

CPU

E/S

Espace

HardService

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Actions

NET

CPU

E/S

Espace

HardService

Passer de 1 à N CPUset de 1 à N serveurs

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Actions

NET

CPU

E/S

Espace

HardService

Passer de 1 à N CPUset de 1 à N serveurs

« Mirroring » des systèmes

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Actions

NET

CPU

E/S

Espace

HardService

Passer de 1 à N CPUset de 1 à N serveurs

« Mirroring » des systèmes

« Routeur » de services

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Actions

NET

CPU

E/S

Espace

HardService

Passer de 1 à N CPUset de 1 à N serveurs

« Mirroring » des systèmes

« Mirroring » des services

« Routeur » de services

(c) ED 2003

Actions

NET

CPU

E/S

Espace

HardService

Passer de 1 à N CPUset de 1 à N serveurs

« Mirroring » des systèmes

« Mirroring » des services

« Routeur » de services

Délégation dessystèmes de fichiers

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Actions

NET

CPU

E/S

Espace

HardService

Passer de 1 à N CPUset de 1 à N serveurs

« Mirroring » des systèmes

« Mirroring » des services

« Routeur » de services

Délégation dessystèmes de fichiers

Réseau de serveursde fichiers

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Processus

PC TR

ClusterStation

Complexité

nombrefréquence

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Remarque

si1 CPU = a MIPS

alorsn CPU < à n*a MIPS

en termes de systèmesavec des tâches non indépendantes

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Requêtes

1

2

Taille de la requête<

Taille de la réponse

Temps de requête<

Temps de la réponse

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Requêtes

CPUNET

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Problèmes

Actions

Cluster

Solutions

Outils

Divers

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Définition

Un cluster est un ensemble d’ordinateurs connectés les uns aux autres en réseau dans le but de partager des ressources et capables de

traiter de concert un même travail.

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Types de Clusters

Cluster Scientifique: calculer à grande échelle...

Cryptographie

Simulation

Ray-Tracing ( 3D )

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Types de Clusters

Cluster de stockage: disponibilité des informations...

Comptes utilisateurs

Fichiers vidéo

Bases de données

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Types de Clusters

Cluster de haute disponibilité: certifier le fonctionnement...

Firewall

E-Shop

Mail

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Types de Clusters

Cluster de répartition de charge: client / serveur...

Serveur HTTP / Mail

GroupWare

Infrastructure utilisateurs

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Cluster

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Divers

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Open Mosix

Migration automatiqueDans le kernelOutils non spécifiquesONFS

Cluster Knoppix

Voir dans les liens cluster

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Beowulf

Architecture pour la programmation //1 node serveur + n nodes clients

PVMLAM/MPI ( messages )BERT77 ( fortran )...

Voir dans les liens cluster

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LVS Principe

Load BalancingLinux Server

Real server

Client

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LVS / NAT

1

5 4

3

2

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LVS / IP Tunneling

1

5

4

3

2

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LVS / Direct Routing

1

54

3

2

Le même réseau physique

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LVS Sheduling

Round-Robin Scheduling : Par exemple, dans une configuration avec 2 real-servers, la première requête sera affectée au 1er serveur, la seconde au second serveur, la 3ème requête au 1er serveur, et ainsi de suite en boucle.

Weighted Round-Robin Scheduling : même technique, mais les real-serveurs peuvent être affectés par des poids, pour tenir compte des différentes capacités de traitement.

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LVS Sheduling

Least-Connection Scheduling : le load-balancer possède une table des connections actives. Il renverra toute nouvelle requête au serveur possédant le moins de connexions actives, dynamiquement.

Weighted Least-Connection Scheduling : même idée que l'algorithme précédent, en ayant la possibilité d'attribuer des poids aux serveurs.

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LVS Sheduling

Locality-Based Least-Connection Scheduling : Le load balancer choisit un real-server dans un groupe en fonction de l'adresse IP de destination. Il est utilisé dans les clusters de cache.

Locality-Based Least-Connection with Replication scheduling : Idem que le précèdent, avec une fonctionnalité supplémentaire: si tous les serveurs du groupe sont surchargés ou indisponibles, il choisit un serveur dans un autre groupe pour l'affecter au 1er groupe de serveurs.

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LVS Sheduling

Destination Hashing Scheduling : affecte la requête arrivant à un serveur d'un groupe fixé dans une table de hashage, en fonction de l'adresse IP destination.

Source Hashing Scheduling : affecte la requête arrivant à un serveur d'un groupe fixé dans une table de hashage, en fonction de l'adresse IP source.

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LVS FallOver

Load BalancingLinux Server

Real server

Client

Fall Over

MON

MONHeartbeat+

Fake

Voir dans les liens tools

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LVS + FS

Load BalancingLinux Server

Real server

Client

Fall Over

MON

MONHeartbeat+

Fake

GFSCodaPvfs

Voir dans les liens fs

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LVS + FS + LAN

Load BalancingLinux Server

Real server

Client

Fall Over

MON

MONHeartbeat+

Fake

GFSCodaPvfs

FS LAN

EXTCluster LAN

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LVS + LAN

FS LAN

EXT Cluster LAN

Output

Input

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LVS + LAN

FS LAN

EXT Cluster LAN

Output

Input

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LVS / Cascade

Load BalancingLinux Server

Real server

Client

Cascade1

2

3

4

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Pvfs / Ethernet

< à 25 ION

« linéarité » clients/serveurs

En charge: < 16 ION, pas linéaire

8 Mbit/s/ION

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Pvfs / Myrinet

< à 25 ION

« linéarité » clients/serveurs

En charge: « linéaire »

20 Mbit/s/ION

Voir dans les liens hard

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Plan

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Actions

Cluster

Solutions

Outils

Divers

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RAID

Hard RAID

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NET-RAID

Hard/Soft RAID

DRBDNetwork RAID-1

( Mirror )

Voir dans les liens fs

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BDATA

Postgressql Postgressql

C-JDBC

Httptomcatldap

ODBC

Voir dans les liens db

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Queue

Queue est un système d'échange-équilibrage qui laisse des utilisateurs commander leurs travaux à distance d'une manière intuitive et transpa-rente. Ceci est fait avec la gestion de JOBS locale, des signaux et un file d'at-tente « proxyé » par un « daemon ».La file d'attente peut être employée comme remplacement local pour rsh vers un centre de serveurs homogènes. Applications possibles: l'échange-équilibrage d'email, compilation en batch...Le + : simple car « shell »Le - : pas adapté au « non-batch » Voir dans les liens outils

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Pen

Une sorte de « Proxy » avec du « round-robin »1 daemon par applicationn'est pas dans le « kernel »disponible pour d'autre types de serveursPas d'outils de configuration simple

Voir dans les liens outils

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Plan

Problèmes

Actions

Cluster

Solutions

Outils

Divers

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KLAT2

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ICluster

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alinka

http://www.alinka.com

Alinka est une société éditrice de logiciels pour l'installation et l'administration de clusters Linux.

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zeus

http://www.zeus.com

Zeus est une société éditrice de logiciels pour l'installation et l'administration de de gros sites web.

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SMP vs Cluster

Bus vs NetFallOver

Disponibilit退€

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Question?

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The End

Denis Ensminger ensminger @ iuthaguenau.u-strasbg.fr

denis.dnsalias.org