Комп’ютерні записи

“Нова парадигма побудови інформаційних систем”

Давайте спробуємо глянути на розвиток комп’ютерної індустрії під трохи незвичайним кутом зору. Нас усіх вражають регулярно (раз у рік-два) показники, що подвоюються, продуктивності процесорів, ємності дисків і пропускної здатності шин. Відоме твердження, що, розвивайся літакобудування тими ж темпами, що й комп’ютерна техніка, ми б літали з Парижа в Нью-Йорк за 40 центів і 15 мінут (і ще 5 годин по пробках з аеропорту в місто), а літак споживав би 4 літри палива в обидва кінці. Однак за цим парадом цифр більше глибокі питання - про саму логіку побудови комп’ютерних мереж - відходять на другий план.

Якщо відволіктися від еволюційного шляху, яким ішла комп’ютерна техніка останні 25 років (датою почала сучасної ери будемо вважати випуск персонального комп’ютера фірмою IBM - IBM PC/XT в 1981 році), те загальні вимоги до комп’ютерної інфраструктури будь-якого масштабу (малого бізнесу, великого підприємства, наукової установи) наступні.

Мережа повинна надавати:

- рахунковий ресурс

Споконвічно комп’ютери створювалися як рахункові машини - одні з перших займалися завданнями злому німецьких шифрів LuftWaffe. Досить довгий період головним ресурсом, надаваним комп’ютерами, був так зване «машинне» час, що обчислювальний центр міг приділити для рішення того або іншого завдання. Обчислювальні центри університетів давали доступ до своїх потужностей через мережу - ту саму, з якої зрештою виріс Інтернет. Років 15 назад мої колеги, що працюють удаленно з такими центрами, показували рибок, що плавають на екрані комп’ютера в Харкові, тоді як їхнім рухом управляв сервер університету штату Атланта. У даний момент саме рахункові потужності сучасних машин використовуються в основному для наукових розрахунків, для моделювання процесів у біохімії, у гидро- і аеродинаміці, пророкування погоди й дослідження атмосфери, а також у дослідженнях з ядерної фізики, що дозволяє, наприклад, відмовитися від проведення ядерних випробувань. Перераховані завдання вимагають практично необмежених рахункових ресурсів, і найсучасніші суперкомп’ютери працюють на межі своїх можливостей, а еволюція суперкомп’ютерних систем, ріст їхньої рахункової потужності йде чи темпами не більше швидкими, чим ріст продуктивності й інших можливостей персоналок, продаваних у світі в кількостях кількох сотень мільйонів штук у рік. Деякі завдання - наприклад, пророкування погоди, як видно, взагалі не можуть бути вирішені - погоду не виходить надійно пророкувати на строк більше 3 доби, а, на думку академіка Н.Н. Боголюбова, сторіччя від дня народження якого відзначалося в 2005 році, це й неможливо в принципі через надзвичайно хаотичні процеси, що відбуваються в атмосфері. Рахункові завдання, які необхідні сучасному бізнесу, помітно скромніше, і рахункові можливості сучасних персональних комп’ютерів звичайно включені в програми з більше широкої, чим чисто рахункова, функціональністю; гарний приклад - це пакет Microsoft Excel, що має безліч функцій для аналітичної роботи з даними, що не особливо помітно на перший погляд - у всякому разі, на курсах MBA є спеціальний подкурс, присвячений саме можливостям Excel

- ресурс роботи з додатками
Індустрія програмного забезпечення перебуває, на мою думку, у перехідному режимі від продажу додатків «як ціле» до їхньої оренди, тобто використанню тільки в міру необхідності, з оплатою почасово або по кількості виконаних операцій. Цьому переходу сильно заважає «персональний характер» переважної більшості програм для сучасних ПК, так само як і той факт, що сильна прив’язка програм, та й самих операційних систем до комп’ютерів певної архітектури дає дуже великий прогрес у швидкості роботи - зовсім явна конкурентна перевага, чого не можна досягти при спробах абстрактно написати програму, що потім могла б виконуватися на обчислювальних пристроях будь-якої природи - від традиційного ПК до мобільного телефону, ігрової приставки або навіть мікрохвильовий печі - благо всі ці пристрої зараз постачені мікропроцесорами. Однієї з найвідоміших спроб просування в цю сторону було створення мови для написання програм Java під гаслом «написано один раз - виконується скрізь!». Ідея не завоювала мир, хоча продовжує досить успішно розвиватися - приміром, більшість ігор у сучасних мобильниках написано саме на Java. Спроби зробити ідею вилученої роботи з додатками комерційно вигідн і доступної вживає краща у світі поисковка - Google, свої сили в цьому, що сильно відрізняється від їх традиційного, підході пробує й Microsoft c сервісом Live. У розрізі, що цікавить нас, ідея вилученого доступу до додатків повинна реалізуватися у вигляді вилученого підключення до серверів, які відкриють доступ до необхідній нам функціональності додатків (попросту говорячи, до вилученого запуску програм)

- ресурс зберігання даних
Білл Гейтс у своїй книзі «Бізнес зі швидкістю думки» помітив, що локальне зберігання даних на комп’ютері є нонсенсом. Як тільки ми маємо комп’ютерну всесвітню мережу, пропускна здатність якої росте в геометричній прогресії, дані досить зберігати один раз із доступом через мережу. Диски обсягом уже й по пол-террабайта - зовсім явна архітектурна надмірність у сучасному ПК, якийсь побічний ефект що розігнався, як парова ковзанка, індустрії. Представляєте, яке кількість ідентичних копій того ж фільму «Титаник» зберігається на DVD-Носіях або локальних дисках по усьому світі?

Які вимоги ми пред’являємо до зберігання інформації? Це, у першу чергу, надійність - дані не повинні пропасти! Другим по значимості критерієм є конфіденційність - до даних не можуть одержати доступ ті, хто не вповноважений це робити. Нарешті, нам потрібний зручний доступ до наших даних - не тільки з робочого місця. Можна догадатися, що зберігання даних на Персональному комп’ютері навряд чи задовольняє цим вимогам. Якщо підійти до питання строго, цим вимогам не задовольняє й зберігання даних на сервері, навіть при обліку наявності RAID-Підсистем для захисту від збоїв і використання дисків з більшої, ніж на десктопе, надійністю й часом наробітку на відмову - по тій простій причині, що у випадку збоїти самого сервера дані на його локальних дисках стають недоступними. Вимога до сучасної інформаційної інфраструктури - безперервність роботи - означає, що в мережі не повинне бути єдиної крапки відмови, а виходить, всі системи - включаючи сервера й сховища даних, повинні бути дубльовані (так само як і з’єднання між ними) . Ми приходимо до необхідності винести системи зберігання даних за межі персоналок і серверів і створити незалежну мережу зберігання з доступом серверів – так звану SAN, або Storage Area Network.

Іншою причиною зберігати дані централізовано є питання безпеки. Зовсім нереально проконтролювати, якого роду документи зберігаються на комп’ютерах співробітників навіть невеликої фірми. При розростанні масштабів бізнесу контролювати файли, розкидане по комп’ютерах стає настільки складним завданням, що виявляються затребувані програмні продукти для пошуку корпоративної інформації в локальних мережах, і навіть на окремо взятому комп’ютері!

“Віртуальний компьютинг”

Всі вищевикладені міркування приводять до ідеї побудувати інформаційну структуру на інших принципах. Підхід, що ми назвали «віртуальний компьютинг», полягає в наступному.
Для розміщення й виконання додатків створюється серверний центр, що складається з одного або декількох многопроцессорных серверів, об’єднаних у серверну ферму,
Як робочі місця застосовуються термінали – спеціалізовані прості бездискові комп’ютери, з повним набором комунікаційних можливостей, але без здатності локально зберігати й обробляти інформацію – для цього вони підключаються й удаленно працюють із серверами,
Зберігання інформації винесене за межі комп’ютерів і навіть серверів – диски останніх містять тільки операційні системи, сховищем є мережа SAN-Архітектури, з’єднана із серверами за технологією FibreChannel Технологія FibreChannel дозволяє створювати швидкісні (до 4Gbit/ sec) територіально розподілені дискові сховища, захист від втрати даних забезпечується RAID-Технологією.

Давайте зрівняємо 2 схеми побудови мереж – традиційну й із застосуванням ідей «віртуального компьютинга»
Традиційна схема Віртуальний Компьютинг
Розміщення додатків На всіх комп’ютерах Тільки на серверах додатків
Зберігання даних Розкидані по локальних дисках Централізоване захищене сховище
Уразливі місця, що бідують у захисті Необхідно захищати всі комп’ютери (регулярне відновлення антивірусних баз, установка патчей) Повинен бути захищений мережний центр (сервера)
Наслідку збоїв окремих компонентів інформаційної системи Збій комп’ютера може унеможливити запуск певного додатка й доступ до файлів, що зберігаються на ньому, Збій термінала не фатальний - з будь-якого робочого місця в мережі можна одержати авторизований доступ до файлів і програм

Ще кілька переваг запропонованого підходу:
ПОВНИЙ КОНТРОЛЬ над комп’ютерними програмами, які використовують співробітники на своїх робочих місцях;
ЗНИЖЕННЯ ВИТРАТ -Термінали практично повністю забирають витрати на адміністрування робочих місць, а також мінімізують витрати на відновлення комп’ютерного парку.

Хвиля інтересу до термінальних рішень росте, а основні компоненти для побудови мереж на приципах «віртуального компьютинга» стають усе доступніше - недорогі сервера тепер уже на многоядерных процесорах, бюджетні зовнішні системи зберігання даних. І, нарешті, усе більше дешеві компоненти для створення комп’ютерів, в основному від Тайваньских виробників, що вже бачать на обрії примара 100-доларового ПК, підштовхують до використання таких ПК саме як терміналів. .

WIT Networks робить і поставляє всі необхідні компоненти для побудови інформаційних систем - многопроцессорные сервера на платформі Интел, повну лінійку терміналів і компоненти для створення мереж зберігання даних SAN і NAS архітектури.