Grid-системы для бизнеса

Развитие информационных технологий, как нас и учили на лекциях по марксистско-ленинской философии, происходит по спирали. Те, кто достаточно давно работает в этом бизнесе, еще помнят чувство освобождения, которое испытали разработчики и администраторы после перехода от мэйнфреймов к клиент-серверной архитектуре. До сих пор значительная часть бизнес-приложений строится на основе клиента и сервера базы данных. Эта архитектура позволила разделить интерфейс пользователя и уровень обработки и хранения данных. Главным новшеством 90-х годов прошлого века стало появление сначала трехуровневой архитектуры (клиент - сервер приложений - СУБД), а затем и распределенной архитектуры, где серверов приложений может быть много и они распределены в сети. Собственно этот подход ознаменовал собой следующий шаг, когда серверная часть разделилась на уровни хранения данных и их обработки.

Если говорить о программировании и концепции выполнения каждого типа операций на соответствующем уровне, эта архитектура является мощным шагом вперед. Он сравним с тем шагом, которое программирование сделало, приняв концепцию разделения данных и алгоритмов в различные части программы.

В сети работает множество компьютеров, они исполняют отдельные части сложного бизнес-приложения и даже не знают, где территориально находится другая часть программы, а вызывают ее с помощью "брокера запросов". Эта картина нового мира на первый взгляд казалась очень привлекательной. Однако для развития индустрии ИТ в целом ей не хватало того, что на Западе называют Business Value, - того, что делает ее привлекательной в экономическом плане.

Одновременно с "центробежными" тенденциями распределенной архитектуры набирала силу другая концепция - консолидация серверов. Стоимость каналов связи становится все меньше, а вот стоимость обслуживания серверных платформ снижается не так быстро. Именно поэтому экономически более выгодной в целом ряде случаев становится централизация компьютерных ресурсов в одном месте, где их обслуживание и управление ими оказываются более эффективными. Это развитие по спирали очень хорошо иллюстрирует цикличность развития мира ИТ и возвращение к некоторым ценностям мира мэйнфреймов на новом уровне. Безусловно, новые центры данных построены по совершенно другим принципам. Здесь преобладают две тенденции - использование большого числа легких серверов, возможно в специальном исполнении для их монтажа в стойки (blade), и виртуализации ресурсов мощных SMP-машин, партиционирование, когда в рамках одной такой машины создаются независимые программные или аппаратные партиции, исполняющие различные приложения с высоким уровнем изоляции друг от друга.

Еще одна технология построения мощных серверных центров пришла из мира науки. Недостаточное финансирование запросов ученых - удел не только России, а светлые головы рождаются не только у нас. Поэтому решение было найдено удивительно простое, но эффективное. Вместо дорогих суперкомпьютеров используются соединенные в решетку (Grid) недорогие машины, чаще всего с процессорами архитектуры Intel, а процесс управления распределенной задачей переносится на программное обеспечение.

Все это вместе позволило создать серверную архитектуру нового поколения, но для того, чтобы она стала заметным явлением в области автоматизации бизнес-процессов, необходимо, чтобы возникли пресловутые Business Values. И такая потребность действительно существует. Сейчас, когда развитие западной экономики замедлилось, взоры финансовых и генеральных директоров обращаются к подразделениям информационных технологий. Не обладая большими познаниями в области самих технологий, но умея анализировать расходование денег и возврат инвестиций, эти люди определили одну из главных болевых точек информационных технологий - недостаток адаптивности и гибкости. Бизнес сейчас характеризуется высокой конкуренцией, быстрыми изменениями организационной структуры и бизнес-процессов. Современная информационная инфраструктура, требующая перенастройки и переналадки, сильно проигрывает в глазах потребителей тем же электрическим сетям или телефонным линиям. Действительно, для организации нового рабочего места необходимо просто воткнуть потребителя электроэнергии в розетку или установить телефонный аппарат и провести минимальные настройки в офисной телефонной системе. Кроме того, оплата услуг и телефонии производится по факту и строго в соответствии с количеством предоставленных услуг. Именно поэтому среди CFO и CEO так стал популярен термин Utility Computing, то есть подход к информационным системам как к коммунальным услугам.

Слияние описанных выше технологий, в котором новые системы будут обладать свойствами, необходимыми для эффективного выполнения поставленных бизнес-задач, получило название Business Grid. Сегодня многие компании позиционируют свои решения как Grid. Увы, это скорее поспешная попытка маркетологов компании выдать желаемое за действительное. На пути к полной реализации этого подхода еще немало препятствий, в основе которых лежат технические особенности информационных систем, например плохая горизонтальная масштабируемость СУБД. Действительно, если рассмотреть существующую сегодня многоуровневую архитектуру, то окажется, что уровень серверов приложений прекрасно масштабируется. Более того, взаимодействие этих серверов прекрасно разработано в рамках модели веб-сервисов. А вот уровень СУБД по-прежнему остается уделом мощных SMP-систем.

Сегодня рекордный результат в тестах SAP Standard Application Benchmarks (модуль SD) в трехуровневой (на самом деле многоуровневой) архитектуре получен на платформе HP. В этой системе уровень серверов приложений содержит 159 серверов HP Integrity rx4640, содержащей по четыре процессора Intel Itanium 2, и одного аналогичного сервера обмена сообщениями. При этом на уровне СУБД использован SMP-сервер HP Integrity с 64 процессорами Intel Itanium 2. Такая система действительно показывает беспрецедентную масштабируемость. Достаточно сказать, что ее производительность более чем в пять раз превышает производительность системы, построенной в двухуровневой архитектуре (IBM eServer 595 с 64 процессорами POWER5).

Перспективная архитектура СУБД Oracle10g пока вызывает много вопросов. Несмотря на то, что Oracle10g в кластерной конфигурации на HP Integrity rx5670 (16 нод по четыре процессора Itanium 2 в каждой) показывает очень высокие результаты в тестах TPC-C, но сопоставимых тестов для SAP Standard Application Benchmarks пока нет. Кроме того, для того чтобы называться Grid-системой для бизнеса, простого горизонтального масштабирования, как в вычислительных Grid-задачах, недостаточно. Замена более дорогих SMP-машин на более дешевую "решетку" небольших серверов не является достаточным условием для использования термина Grid. Некоторая экономия в этом случае может заинтересовать CIO, но никак не устраивает финансового или генерального директора, которые требуют адаптивности и возможности гибко перераспределять ресурсы при изменении нагрузки и активности различных бизнес-процессов.

На сегодняшний день большинство производителей программного и аппаратного обеспечения развивают Business Grid технологии под собственными названиями: Adaptive Enterprise - HP, On Demand - IBM, N1 Grid - Sun и еще ряд проектов. Очевидно, что технические проблемы с приложениями и системами управления Grid будут в ближайшее время решены. Однако наиболее важна на сегодняшний день разработка общих индустриальных стандартов. Одним из ключевых компонентов идеологии Grid является возможность перераспределять нагрузку и интегрировать всю информационную инфраструктуру в единое целое, а мир современных информационных технологий гетерогенен по своей природе и вряд ли изменится в ближайшее время. Сила Grid заключается в том, что вся инфраструктура должна работать как единое целое, а этого невозможно достичь без опоры на общие стандарты. Именно поэтому большинство разработчиков этой технологии объединяются в альянсы и разрабатывают общие стандарты. В области Business Grid сегодня наиболее развитым альянсом является Enterprise Grid Alliance (www.gridalliance.org), в состав которого входят HP, Intel, Oracle, Sun и еще целый ряд компаний.

Как и всякая новая концепция, Business Grid часто воспринимается упрощенно. Многие технические специалисты полагают, что достаточно соединить компьютеры в решетку, и они получат Grid-систему. Это неверно даже в случае вычислительных Grid-систем и тем более в области Business Grid. Попробуем дать определение Business Grid.

С точки зрения технологий Business Grid не является ни готовым продуктом или набором продуктов, ни компонентом какого- либо продукта или сервиса. Это способ организации инфраструктуры, основанный на распределенной архитектуре и динамическом распределении нагрузки всего набора приложений.

Для потребителя Business Grid - сервис, обеспечивающий его необходимыми вычислительными ресурсами по требованию. Такая система не требует регулярной перенастройки при изменении списка задач или уровня нагрузки в каждой задаче. При этом сложность этого решения скрыта от потребителя, и он оплачивает только оказанные ему услуги, а не стоимость инфраструктуры.

Если объединить эти два определения, то можно сказать, что Business Grid является технологией и методологией, объединяющей большую часть современной компьютерной инфраструктуры (серверы, хранилища данных, приложения, системы управления) в адаптивную систему, обеспечивающую потребителю вычислительные ресурсы в соответствии с его запросами и способную быстро перестраиваться при изменении бизнес-процессов в организации. Безусловно, такая функциональность всегда была идеалом для информационных систем, но сегодня мы подошли к ее реализации как никогда близко.