Базы данных Oracle - статьи
Почему сейчас?
Почему же только сейчас IT компании начали активно говорить о GRID? Почему только сейчас компания Oracle выпускает первую в мире платформу для коммерческих GRID вычислений - Oracle 10G? Дело в том, что и общество и уровень развития техники и технологии только сейчас созрели для реализации и восприятия концепции GRID.
Во-первых, для того, чтобы связать множество компьютеров в единую GRID нужны хорошие сети передачи данных. Американский ученый Джон Гилдер писал “Когда сеть работает также быстро, как внутренние шины компьютера, машина расщепляется по сети на набор специализированных устройств”. Конечно, пропускная способность и скорость сетей еще недостаточны, но они очень быстро развиваются. Если число транзисторов компьютерного чипа удваивается каждые 18 месяцев, то скорость сети передачи данных удваивается всего за 9 месяцев. На рисунке 2, взятом из журнала Scientific American (январь 2001 г) видно, что скорость передачи данных по сетям растет экспоненциально.
Во-вторых, в мире появляется все более сложные задачи и накапливаются все большие объемы данных. И для решения этих суперзадач и обработки этих огромных массивов данных уже не годятся обычные компьютеры. Нужны суперкомпьютеры с очень высокой мощностью и таких компьютеров требуется все больше. Стоимость этих суперкомпьютеров очень высока, но их мощности очень быстро перестает хватать. В последнее время бурно развиваются такие области, как анализ данных, хранилища данных, извлечение знаний (DataMining). Уже не редкость базы данных размером в несколько терабайт. Даже в Москве мы знаем несколько организаций, имеющих терабайтные базы данных. И объем этих баз быстро растет. Сегодня СУБД Oracle 9i позволяет создавать базы размером 512 петабайт. Oracle 10G будет поддерживать базы данных размером в 8 экзобайт. По прогнозам аналитиков к 2015 г базы размером более 1000 петабайт станут обычным решением и будут содержать тексты, графику, видео, файлы и т д.
Рис. 2. Скорость улучшения характеристик различных элементов
(синий – сеть, красный – устройства хранения инф, коричневый – компьютерные чипы)
Третьей, очень важной причиной бурного развития концепции GRID сегодня является то, что она позволяет получить результат быстрее и дешевле. Действительно, запросив больший чем раньше вычислительный ресурс, мы можем реализовать более сложные и точные алгоритмы расчета и получать более точные результаты гораздо быстрее. Более эффективное использование оборудования и исключение простаивающего оборудования снизят стоимость эксплуатации и количество закупаемого и поддерживаемого оборудования.
GRID дает возможность объединить вычислительные ресурсы в единое множество и управлять этим множеством как единой системой, что снижает затраты на администрирование. Поскольку невозможно администрировать программное обеспечение на сотнях и тысячах компьютеров одновременно, компания Oracle в своем продукте Oracle 10G реализовала целую инфраструктуру самонастройки, самотестирования, самоконфигурации. Т. е необходимость сложного администрирования отдельных узлов отпадает и это тоже снижает затраты на администрирование. Управление всей GRID системой возможно с единого пульта.
Еще одним важным преимуществом GRID является то, что в качестве ее элементов можно использовать дешевые компьютеры и операционные системы. Так Oracle строит свои GRID для разработки на основе очень дешевых блэйд (Blade - лезвие) компьютеров с ОС Linux. Каждый такой блэйд-компьютер – это практически одна упрощенная плата. Она не содержит избыточных элементов (таких как графические адаптеры, звуковые адаптеры и т д). Однако из этих плат-компьютеров можно собирать блэйд-фермы – т е целые шкафы, состоящие из множества таких плат-компьютеров. Причем добавление таких новых компьютеров не намного сложнее, чем добавление книжек в книжную полку.
Четвертой причиной наступления GRID эпохи являются экономические реалии. Кризисы и замедление развития экономики заставляют компании более тщательно считать деньги и сокращать расходы и персонал. В первую очередь часто сокращаются расходы на IT. Поэтому GRID технологии, позволяющие экономить деньги на эксплуатации систем, сейчас очень популярны среди тех, кто умеет считать свои деньги.
Пятой причиной является то, что растет количество людей, знакомых с терминами GRID, виртуализация, вычисления как коммунальная услуга и т д. Увеличилось число публикаций, концепция достаточно понятна и уже сами заказчики и отделы IT требуют внедрения GRID технологий.
В качестве шестой причины можно отметить то, что уже разработаны стандарты GRID. Многие крупные фирмы – производители компьютеров и программного обеспечения участвуют в Global Grid Forum – некоммерческой организации, разрабатывающей стандарты построения GRID. Причем разрабатываются не только стандарты, но и инструментарий для реализации этих стандартов. Так сейчас приобрел большую популярность пакет Globus Toolkit и идет разработка новой версии GRID-архитектуры – OGSA (Open Grid Service Architecture).
В качестве седьмой причины следует отметить появление опыта реализации концепции GRID и реальных проектов, построенных на основе этой концепции. Первыми были такие проекты научной GRID, как SETI (поиск следов внеземных цивилизаций), проект поиска простых чисел, проект CERN (обработка результатов физических исследований). Сейчас реализуется множество новых GRID-проектов, например: TeraGrid, NASA Information Power Grid, US Grids center, Grid Electronic Art и т д.
И наконец последняя, но пожалуй наиболее важная причина бурного развития GRID сегодня – это то, что основные производители компьютеров и программного обеспечения начали промышленную реализацию и продажу продуктов, позволяющих строить GRID. Мы уже упоминали про блэйд-компьютеры, их выпускают различные производители. Компания HP начала продажу продукта HP Utility Data Center, который позволяет объединять в GRID компьютеры фирмы HP и управлять ими из единого центра [3]. Похожие решения есть и у компании SUN, это Sun One Grid Engine [4]. Очень много в области GRID делает компания IBM. Она даже создала в Монпелье (Франция) центр компетенции по решениям GRID.
Таким образом видно, что разработчикам и пользователям GRID-приложений не хватало только программного обеспечения, которое позволило бы обычным коммерческим информационно-управляющим приложениям работать в среде GRID. И теперь такое программное обеспечение появилось. Компания Oracle создала Oracle 10G (буква G как раз и означает GRID), который является платформой для реализации приложений в среде GRID. Причем Oracle 10G позволяет не только создавать новые приложения для GRID, но и перенести в среду GRID старые приложения, работающие на Oracle.
Если у Вас есть GRID на которой работают несколько приложений и каждое приложение использует свой набор компьютеров (например, несколько компьютеров – узлы кластера сервера БД, несколько компьютеров – узлы кластера сервера приложений, часть компьютеров используется как Web-кэши и т д), то Вы легко с единого пульта можете добавлять или удалять компьютеры в/из пула серверов, переместить часть компьютеров серверов приложений в пул серверов или кэши и т д. Т е Вы можете увеличивать мощность тех пулов, у которых сейчас нагрузка максимальна.
Некоторые производители блэйд-компьютеров, например, позволяют при перемещении компьютера в новый пул автоматически менять его программную среду и конфигурацию программного обеспечения, т е при перемещении в серверный пул на блэйде запустится еще один узел кластера Oracle, который подключится на лету к работающим узлам и разгрузит их.
Кстати, кластеры на основе блэйд-серверов и ОС Linux являются сегодня наиболее эффективными по критерию цена/производительность. Oracle 10G поддерживает быстрый обмен данными между серверами и между сервером и областью хранения данных используя технологию InfiniBand.
Что касается ОС, то Oracle отлично работает на Linux и компания Oracle совместно с компанией Red Hat модифицировала OC Red Hat Advanced Server так, что надежность и производительность этой связки сильно возросла.
Многие аналитики рассматривают сегодня концепцию GRID, как второй этап развития концепции интернет. Если первый этап – Web – был связан с презентационным слоем, т е позволял из любой части света обращаться к ресурсу и получать стандартные HTML представления страницы, то GRID связан с вычислительным слоем, поскольку позволит использовать любой вычислительный ресурс, включенный в GRID.
Выпускаемая компанией Oracle платформа для поддержки коммерческих GRID-приложений – Oracle 10G – использует как прежние преимущества Oracle – кластерные архитектуры, высокая надежность, масштабируемость, защита данных, хорошая работа в среде Linux, мощные средства разделения информации, такие как Oracle Streams [5], Distributed Database, Transported Tablespace [6], так и новые возможности. Среди них следует выделить такие важные для GRID вещи, как самоуправляемость и самонастройка, автоматическое управление виртуальной областью хранения данных (Automatic Storage Management), балансировка загрузки узлов кластера и выделение групп узлов под конкретные приложения, работа с внешними файлами ОС и таблицами БД в едином режиме, клонирование БД, управление патчами и конфигурациями и т д.
Кстати, для тех, кто разрабатывает приложения в среде Globus, пакет Oracle Globus Toolkit позволит использовать СУБД Oracle как ресурс в среде Globus. Компонента Globus Resource Information Service (GRIS) видит и контролирует ресурсы Oracle, а команды Globus позволяют выполнять PL/SQL-процедуры, специфицированные в Globus Resource Specification Language и использовать систему выполнения заданий и расписания (Oracle Scheduling).
