簡析關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域商用服務(wù)器

服務(wù)器技術(shù)種類從體系結(jié)構(gòu)來看，目前廣泛應(yīng)用于關(guān)鍵業(yè)務(wù)領(lǐng)域的商用服務(wù)器大體可以分為三類，即對稱多處理器結(jié)構(gòu)(SMP：SymmetricMulti-Processor)，非一致存儲訪問結(jié)構(gòu)(NUMA：Non-UniformMemoryAccess)以及海量并行處理結(jié)構(gòu)(MPP：MassiveParallelProcessing)。

SMP結(jié)構(gòu)是指服務(wù)器中多個CPU對稱工作，無主次或從屬關(guān)系。各CPU共享相同的物理內(nèi)存，每個CPU訪問內(nèi)存中的任何地址所需時間是相同的，因此SMP也被稱為一致存儲器訪問結(jié)構(gòu)。對SMP服務(wù)器進行擴展的方式包括：增加內(nèi)存、使用更快的CPU、增加CPU、擴充I/O、更多的外部設(shè)備(通常是磁盤存儲)。SMP服務(wù)器的主要特征是共享，系統(tǒng)中所有資源（CPU、內(nèi)存、I/O等）都是共享的。也正是由于這種特征，導(dǎo)致了SMP服務(wù)器的主要問題，那就是它的擴展能力非常有限：每一個共享的環(huán)節(jié)都可能造成SMP服務(wù)器擴展時的瓶頸；對SMP而言，最受限制的是內(nèi)存，每個CPU必須通過相同的內(nèi)存總線訪問相同的內(nèi)存資源；隨著CPU數(shù)量的增加，內(nèi)存訪問沖突將迅速增加，造成CPU資源的浪費，CPU性能的有效性大大降低。

由于SMP在擴展能力上的限制，人們開始探究如何進行有效地擴展從而構(gòu)建大型系統(tǒng)的技術(shù)，NUMA就是這種努力下的結(jié)果之一。利用NUMA技術(shù)，可以把幾十個CPU（甚至上百個CPU）組合在一個服務(wù)器內(nèi)。

NUMA服務(wù)器的基本特征是：具有多個CPU模塊（或稱為BuildingBlock、節(jié)點）；每個CPU模塊由多個CPU（如4個）組成，并且具有獨立的本地內(nèi)存、I/O槽口等；節(jié)點之間通過互連模塊進行連接和信息交互；每個CPU可以訪問整個系統(tǒng)的內(nèi)存，顯然，訪問本地內(nèi)存的速度將遠遠高于訪問遠地內(nèi)存（系統(tǒng)內(nèi)其他節(jié)點的內(nèi)存）的速度，這也是非一致存儲訪問NUMA的由來。由于這個特點，為了更好地發(fā)揮系統(tǒng)性能，開發(fā)應(yīng)用程序時需要盡量減少不同CPU模塊之間的信息交互。
利用NUMA技術(shù)，可以較好地解決原來SMP系統(tǒng)的擴展問題，在一個物理服務(wù)器內(nèi)可以支持上百個CPU。

NUMA技術(shù)的主要問題是，由于訪問遠地內(nèi)存的延時遠遠超過本地內(nèi)存，因此當(dāng)CPU數(shù)量增加時，系統(tǒng)性能無法線性增加。

和NUMA不同，MPP提供了另外一種進行系統(tǒng)擴展的方式，它由多個SMP服務(wù)器通過一定的節(jié)點互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)進行連接，協(xié)同工作，完成相同的任務(wù)，從用戶的角度來看是一個服務(wù)器系統(tǒng)。其基本特征如下：由多個SMP服務(wù)器（每個SMP服務(wù)器稱節(jié)點）通過節(jié)點互連網(wǎng)絡(luò)連接而成，每個節(jié)點只訪問自己的本地資源（內(nèi)存、存儲等），是一種完全無共享結(jié)構(gòu)；擴展能力最好，理論上其擴展無限制，目前的技術(shù)可實現(xiàn)512個節(jié)點互連。

在MPP系統(tǒng)中，每個SMP節(jié)點也可以運行自己的操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等，但和NUMA不同的是，它不存在異地內(nèi)存訪問的問題。換言之，每個節(jié)點內(nèi)的CPU不能訪問另一個節(jié)點的內(nèi)存。節(jié)點之間的信息交互是通過節(jié)點互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)的，這個過程一般稱為數(shù)據(jù)重分配(DataRedistribution)。

MPP服務(wù)器的主要問題是：需要一種復(fù)雜的機制來調(diào)度和平衡各個節(jié)點的負載和并行處理過程。目前一些基于MPP技術(shù)的服務(wù)器往往通過系統(tǒng)級軟件（如數(shù)據(jù)庫）來屏蔽這種復(fù)雜性�；�于此類數(shù)據(jù)庫來開發(fā)應(yīng)用時，不管后臺服務(wù)器由多少個節(jié)點組成，開發(fā)人員所面對的都是同一個數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，而不需要考慮如何調(diào)度其中某幾個節(jié)點的負載。

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