Для гарантии правильного взаимодействия процессоров друг с другом при обращениях к общим ресурсам, таким, например, как диски, компания DEC использует распределенный менеджер блокировок DLM (Distributed Lock Manager). Очень важной функцией DLM является обеспечение когерентного состояния дисковых кэшей для операций ввода/вывода операционной системы и прикладных программ. Например, в приложениях реляционных СУБД DLM несет ответственность за поддержание согласованного состояния между буферами базы данных на различных компьютерах кластера.
Задача поддержания когерентности кэш-памяти ввода/вывода между процессорами в кластере подобна задаче поддержания когерентности кэш-памяти в сильно связанной многопроцессорной системе, построенной на базе некоторой шины. Блоки данных могут одновременно появляться в нескольких кэшах и если один процессор модифицирует одну из этих копий, другие существующие копии не отражают уже текущее состояние блока данных. Концепция захвата блока (владения блоком) является одним из способов управления такими ситуациями. Прежде чем блок может быть модифицирован должно быть обеспечено владение блоком.
Работа с DLM связана со значительными накладными расходами. Накладные расходы в среде VAX/VMS могут быть большими, требующими передачи до шести сообщений по шине CI для одной операции ввода/вывода. Накладные расходы могут достигать величины 20% для каждого процессора в кластере. Поставщики баз данных при использовании двухпроцессорного VAX-кластера обычно рассчитывают получить увеличение пропускной способности в 1.8 раза для транзакций выбора и в 1.3 раза для транзакций обновления базы данных.
Различные группы промышленных аналитиков считают VAX-кластеры образцом, по которому должны реализовываться другие кластерные системы, и примером свойств, которыми они должны обладать. VAX-кластеры являются очень надежными и высокопроизводительными вычислительными системами, основанными на миникомпьютерах. Хотя они базируются на патентованной операционной среде (VMS), опыт их эксплуатации показал, что основные свойства, которыми они обладают очень хорошо соответствуют потребностям коммерческих учреждений.
В настоящее время на смену VAX-кластерам приходят UNIX-кластеры. При этом VAX-кластеры предлагают проверенный набор решений, который устанавливает критерии для оценки подобных систем. Одна из известных аналитических групп (Gartner Group) опубликовала модель для сравнения, которая получила название "Критерии оценки кластеров" (MCS Research Note T-470-1411, November 22, 1993). Эта модель базируется на наборе свойств VAX-кластера и используется для сравнения UNIX-кластеров. Критерии этой модели представлены в табл. 11.1.
Таблица 11.1
Архитектурная модель
VAX-кластер
Масштабируемость Масштабируемость (>6 узлов) Смешанный размер Смешанные поколения Единственное представление данных Балансировка нагрузки Общий планировщик работ Общий менеджер систем Надежность на уровне кластера Готовность Подавление одиночного отказа или сбоя Симметричный резерв аппаратных средств Симметричный резерв программных средств Автоматическая реконфигурация Автоматическое восстановление клиента Размещение на нескольких площадках
да да да да да да да да да да да да да да
В настоящее время UNIX-кластеры все еще отстают от VAX-кластеров по функциональным возможностям. Одно из наибольших отличий связано с реализацией восстановления клиентов в случае отказа. В VAX-кластерах такое восстановление осуществляется средствами программного обеспечения самого VAX-кластера. В UNIX-кластерах эти возможности обычно реализуются отдельным уровнем программного обеспечения, называемым монитором транзакций. В UNIX-кластерах мониторы транзакций кроме того используются также для целей балансировки нагрузки, в то время как VAX-кластеры имеют встроенную в программное обеспечение утилиту балансировки загрузки.
Ожидается, что UNIX-кластеры подойдут и обгонят по функциональным возможностям VAX-кластеры в период 1996-1997 года.
