Состав ИВС
Аппаратное обеспечение
Аппаратное обеспечение является основой ИВС и определяет вычислительную мощность ИВС в целом. Все аппаратное обеспечение можно разделить на :
· вычислительные установки,
· кабельное
· канало- и сетеобразуюшее
· периферийное
· дополнительное оборудование.
1)Вычислительные установки (ВУ) служат для выполнения основных вычислительных задач, т.е. задач по хранению и обработке информации. Вычислительные установки можно разделить на две большие группы: серверы и рабочие станции.
Сервер (Server) — это вычислительная установка, которая служит преимущественно для совместного использования его информационно-вычислительных ресурсов, к которым относятся, прежде всего, центральный процессор или процессоры (например, если это SMP-система), оперативная и внешняя память (прежде всего, жесткие диски).
Основные требования к современному серверу:
1. Масштабируемость (Scalability) – возможность наращивания мощности ВУ для пропорционального увеличения скорости и плотности обработки запросов, а также объемов хранимой информации.
2. Отказоустойчивость (Intolerance) — возможность системы полностью восстанавливать свою работоспособность при аппаратных сбоях и высокая доступность (High Level of Availability) – возможность системы продолжать обслуживание запросов при аппаратных сбоях. Обеспечивается дублированием (Duplexing) основных аппаратных компонентов ВУ, чаше всего выходящих из строя (обычно имеющих механические части, а также избыточностью (Redundancy) хранящейся информации.
3. Управляемость (Manageability) – возможность удаленного управления, сбора сведений о работе подсистем сервера. Обеспечивается специальными программно-аппаратными комплексами, разрабатываемыми и поставляемыми производителями серверов.
Для обеспечения отказоустойчивости и высокой доступности в современных серверах используются следующие технологии и компоненты:
- горячая замена компонент (Hot Swapping) – позволяет менять компоненты аппаратного обеспечения, не отключая электропитания от ВУ. Есть решения для жестких дисков, источников питания, вентиляторов и плат расширения;
- ОЗУ с хранением избыточной информации;
- память с паритетом (Parity Checking) – обеспечивается обнаружение однократных ошибок в ОЗУ;
- ЕСС-память (Enhanced Correction Code – улучшенный код коррекции), обеспечивается исправление однократных ошибок и обнаружение двукратных ошибок в ОЗУ;
- Массивы независимых резервных дисков (Redundant Array of Independent Disks / RAID). Применяются в серверах для обеспечения отказоустойчивости внешней памяти.
Кластерные технологии (Clustering)
Кластер – это объединение двух и более ВУ (точнее, пары «процессор + оперативная память»), называемых узлами кластера, для работы с общей внешней памятью. При выходе из строя одного из узлов кластера, остальные узлы кластера берут на себя нагрузку по обслуживанию клиентских подключении. Для клиентов кластер выглядит как один узел сети.
Рабочая станция (Workstation) – это вычислительная установка, которая преимущественно используется как индивидуальное рабочее место пользователя ИВС и служит точкой входа в ИВС.
Основные требования к рабочей станции:
1. Удобство работы (Convenience) – обеспечивается прежде всего установкой и поддержкой высокоскоростной графической подсистемой ввода-вывода (графическая плата, монитор, мышь).
2. Управляемость (Managability) – обеспечивается ПО, разрабатываемым и поставляемым производителями рабочих станций, а также независимыми производителями.
2)Кабельное оборудование
Кабельное оборудование (кабельная система) представляет собой физическую среду, которая связывает воедино разрозненные ВУ и другое оборудование ИВС. Кабельное оборудование представлено кабелями различных типов, а также специальными розетками вилками для подключения кабельных сегментов друг к другу и к сетевому оборудованию.
Распространенные типы кабелей:
- Коаксиальный кабель.
- Витая пара.
- Оптоволоконный кабель.
3)Сетевое оборудование
Канало- и сетеобразующее оборудование (или просто «сетевое оборудование») – это оборудование для сопряжения кабельной системы ИВС с ВУ, а также различных частей кабельной системы. Каналообразующее оборудование обеспечивает функции канального уровня модели OSI для организации сети, а сетеобразующее – функции канального и сетевого уровня модели OSI.
Сетевое оборудование можно разделить на две группы:
Оконечное оборудование – сетевые платы и модемы, которые устанавливаются в ВУ и обеспечивают подключение ВУ к сети.
Коммутационное оборудование – концентраторы, мосты и коммутаторы, маршрутизаторы, которые служат для связи частей кабельной системы в единую сетевую инфраструктуру.
4)Периферийное оборудование
Периферийное оборудование – это оборудование, расширяющее функциональные возможности ВУ (прежде всего функциями ввода, вывода). Периферийное оборудование подключается прямо к ВУ посредством специализированных интерфейсов, либо посредством канало- и сетеобразующего оборудования. Включает мониторы, клавиатуры, мыши, принтеры, сканеры, дисковые массивы и т. д.
5)Дополнительное оборудование
Дополнительное оборудование – оборудование, необходимое для более эффективной и надежной работы основного оборудования ИВС. Включает, прежде всего, источники бесперебойного питания (далее ИБП), а также анализаторы сети, датчики состояния окружающей среды и т.п.
Существуют два подхода к защите оборудования от неисправностей электропитания, предусматривающих использование ИБП:
Централизованный подход – все компьютерное оборудование подключено к одному мощному ИБП, который постоянно работает и обеспечивает это оборудование электропитанием в течение достаточно продолжительного периода времени в случае сбоев.
Подход на основе распределенной схемы защиты электропитания – каждый узел сети (рабочая станция, сервер, маршрутизатор и т.д.) подключается при необходимости к отдельному ИБП, который и обеспечивает некоторое время работу узла сети в случае сбоев в электропитании.