Учебное пособие: Архитектура системы X-Com
Система X-Com реализована по принципам клиент-серверной архитектуры, в которой можно выделить два основных компонента.
Сервер X - Com – центральная часть системы, содержащая серверную часть программы пользователя и отвечающая за:
разделение исходной задачи на блоки
распределение заданий
координацию работ всех узлов
контроль целостности результата
сбор результата расчета в единое целое
Узел – любая вычислительная единица (рабочая станция, узел кластера, виртуальная машина), на которой происходит основной расчет прикладной программы. Отдельные блоки вычислительной задачи передаются от сервера на узлы, где происходит расчет, результаты которого передаются обратно на сервер. Узлы отвечают за:
расчет блоков прикладной задачи
запрос заданий для расчета от сервера
передачу результатов расчета на сервер
Все коммуникации между узлами и сервером в X-Com происходят через сеть Интернет. При этом используется только стандартный протокол HTTP (HyperTextTransferProtocol), что позволяет подключать к системе практически любые вычислительные мощности, имеющие доступ в Интернет. Система не требует настройки для работы через прокси-сервера, firewall и другие системы защиты. Данные, передаваемые системой, аналогичны стандартному трафику Интернет.
2. Иерархия узлов и серверов
Для организации более эффективных коммуникаций и подключения большего количества узлов система может быть организована в виде произвольного иерархического дерева. Листьями такого дерева всегда будут вычислительные узлы, в корне дерева – останется центральный сервер X-Com.
Промежуточные сервера (такие как Сервер-2 на рисунке) с точки зрения центрального сервера выглядят как обычные вычислительные узлы, а с точки зрения нижележащих вычислительных узлов как центральный сервер.
Полная архитектура системы не содержится и не управляет ни одним из компонентов системы. С точки зрения центрального сервера любой нижележащий промежуточный сервер выглядит как обычный узел, мощность которого в несколько раз превосходит мощность обычных узлов.
Такой подход позволяет в любой момент времени подключать и отключать как обычные вычислительные узлы, так и целые кластеры узлов, через промежуточный сервер.
На результат вычислений подключение и отключение узлов и серверов второго уровня не отразится, повлияет только на производительность системы в целом.
Сервера второго уровня целесообразно вводить, когда коммуникационный канал между центральным серверов и сервером второго уровня нестабилен или обладает малой пропускной способностью, а связь между промежуточным сервером и его узлами стабильная и поддерживает достаточно высокую скорость. Тогда промежуточный сервер буферизует некоторую порцию заданий для нижележащих узлов и результатов вычислений. Без такого сервера разрыв канала на время сопоставимое со временем расчет задачи на конечных узлах привел бы к потере результатов вычислений.
Очевидно, что любой сервер должен обеспечивать высокую стабильность работы и иметь достаточный размер дискового пространства для хранения как заданий, так и результатов вычислений всех нижележащих узлов.
3. Архитектура серверов X - Com и вычислительных узлов
Блок связи с прикладной программой представляет собой набор интерфейсов для взаимодействия с серверной частью программы пользователя. В настоящей реализации система поддерживает 3 интерфейса связи с серверной частью прикладной программы:
Java API : для программ на языке Java.
С и C ++ API : для программ на языках C и C++. Этим же интерфейсом можно пользоваться для линковки с любыми другими языками поддерживающими объектные файлы.
Files API : простой интерфейс, где для взаимодействия с прикладной программой используются файлы, расположенные в файловой системе сервера.
Логика центрального сервера. Этот блок системы, определяет алгоритм распределенных вычислений: логикой распределения заданий по клиентским машинам, а также сбором и анализом результатов вычислений.
Блок логики центрального сервера сопровождает и использует необходимую статистическую информацию (информация о статистике соединений с каждым конкретным узлом, его вычислительных возможностях, истории работы с узлом).
Блок логики центрального сервера строится по принципу стека интерфейсов, который последовательно переводит логику пакетов от прикладной задачи к серверному коммуникационному блоку.
--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--