Управление нагрузкой при виртуальном хостинге (часть 2)

Для эффективной работы оптимизация сайта должна проводиться в различных направлениях. Например, поисковая оптимизация направлена на привлечение посетителей, но так же важна и программная оптимизация по улучшению быстродействия и надежности сайта!

1. Управление ресурсами и нагрузкой ИТС. Рост требований пользователей к уровню сервиса, управляемости, надежности, доступности и масштабируемости ИТ-инфраструктуры затрудняет управление ею. Поскольку создание ЦОД требует значительных средств, эффективной поддержки ИТ-инфраструктуры, все больше компаний становятся клиентами хостинговых компаний.

Эффективное управление ИТ-инфраструктурой ЦОД ИТС возможно только при наличии современного инструментария и методик сбора, анализа информации, принятия решений и контроля их реализации. Их создание требует глубокого понимания процессов функционирования ИТ-инфраструктуры, четкой постановки конкретных задач исследования, разработка математических моделей и соответствующих методов решения задач и напоследок – реализации упомянутых инструментария и методик в структуре СУ ИТ-И.

Комплекс задач исследования и их постановки зависят от многих факторов, которые необходимо выявить и оценить. К ним прежде всего относятся:

1. модели хостинга (виртуальный хостинг, частные виртуальные или выделенные серверы, коллокейшн)
2. архитектура построения систем (традиционная, сервис-ориентированная (СОА) и др..)
3. технологии, на которых базируются технические решения для ЦОД (клиент-серверные и Web-ориентированные технологии построения и организации доступа к прикладному ПО, технологии виртуализации и кластеризации).

Клиент-серверные и Web-технологии предназначены для эффективной реализации функциональности прикладных программных систем, создание условий для эффективной реализации системы бизнес-процессов компании. В них процессы обработки информации распределены между сервером БД, клиентской (далее программа-клиент) и серверной (далее сервер или Web-сервер приложений) частями. Сервер (Web-сервер) приложений получает данные от сервера БД, обслуживает N приложений. Каждое приложение обслуживает N клиентов, а один клиент может работать с N приложениями.

Принципиальные преимущества этих технологий: снижение уровня требований к мощностям рабочих станций; сегментация логики из-за перемещения части кода на вторичные серверы, распределения процессорного нагрузки, повышение надежности и доступности; упрощение проблемы масштабирования; оптимизация серверов под выполнение конкретных задач, уменьшение непроизводительных затрат. Кроме того, Web-технологии обеспечивают высокую степень независимости основных компонентов программных систем, хотя, с другой стороны, по сравнению с клиент-серверными технологиями они менее безопасны.

Технологии виртуализации предназначены для абстрагирования от особенностей отдельных групп ресурсов и объединение их в аппаратно-программные комплексы нужной конфигурации – для упрощения управления ими. Выделяют виртуализации платформ, которая касается процесса создания виртуальных машин, и виртуализацию ресурсов, которая переносит подходы к созданию виртуальных машин на все виды ресурсов (оборудование, пространства имен, сети и т.п.). Виртуализация обеспечивает снижение операционных затрат на поддержку парка серверов, повышение доступности ИТ-сервисов и другие преимущества.

Технологии кластерного хостинга нацелены на решение проблем типовых распределенных ИТ-инфраструктур, виртуализирующие ресурсы, которые предоставляют физические серверы. Совместная эксплуатация нескольких систем улучшает отношение цены к качеству, достижения высокой готовности и производительности и балансировки нагрузки.

Самая распространенная модель хостинга – виртуальный хостинг, который базируется на СОА, Web-технологиях, технологиях виртуализации и кластеризации. При этой модели большое количество пользователей пользуются услугами web-приложений. Один ЦОД может поддерживать различные web-серверы приложений, развернутых на физических серверах от n10 до n100. Экземпляр приложения можно запустить на любом физическом сервере, который удовлетворяет ресурсные требования этого приложения, а также специальные требования, которые нельзя изменить с помощью функционала СУ ИТ-И, например, настройки сети, каналы связи, наличие программных библиотек и т.д. . п. Пользователи получают доступ к экземплярам приложений, не зная, на каких физических серверах они размещены. В этой среде web-запросы пользователей привязываются к web-серверов приложений и передаются конкретным экземплярам приложений для обработки. Экземпляры приложений, которые запускаются и поддерживаются web-серверами приложений, обрабатывающих эти запросы, и web-серверы генерируют некоторое статический или динамический содержимое.

Серверный парк должен поддерживать работу такого количества экземпляров приложений, которая способна обеспечить суммарные требования пользователей соответствующих приложений. Также могут иметь место упомянутые выше специальные требования. Поскольку физические серверы ЦОД часто не имеют достаточного объема вычислительной мощности и памяти, чтобы один из них мог поддерживать работу всех развернутых приложений, администраторы web-серверов разворачивают применения на свободных физических серверах. Физические серверы объединены в кластер. Экземпляры одного и того же приложения, развернутые на нескольких серверах, образуют, таким образом, единое виртуальное применение. Можно объединить физические серверы в несколько кластеров, но тогда нужно решать задачу кластеризации серверов и разделить web-приложения между кластерами. Формируется распределено вычислительную среду, изображенное на рис. 1.

Эффективность функционирования такой среды можно увеличить, рационально разместив экземпляры приложений на физических серверах. Отсутствие жесткой привязки запросов пользователей экземпляров приложений делает динамическое распределение запросов между экземплярами соответствующего применения с учетом загруженности физических серверов. Так требованиям пользователей присущи изменения, при их накоплении в определенных объемов необходимо переходить к новому плану размещения приложений.

Рис. 1. Схема доступа к ресурсам при виртуальном хостинге

Если новый план размещения определен, то переход к нему заключается в настройке web-серверов приложений, развертывании или свертывании приложений согласно новому плану, изменениях конфигурационных файлов и т.п. Использование других механизмов балансировки, например, остановки и запуска web-серверов приложений на физических серверах, где содержатся экземпляры приложений, позволяет избежать потенциально времязатратных операций развертывания или свертывания приложений, но существенно ограничивает гибкость решений, поскольку не дает возможности изменять набор развернутых приложений на сервере приложений .

Значительное количество приложений, с различными ресурсными требованиями, и физических серверов, с разными характеристиками, превращают проблему рационального размещения экземпляров приложений в далеко не тривиальную. Поэтому достижение преимуществ от внедрения рассмотренных выше технологий возможно лишь при условии решения ряда проблем, прежде оценки и прогнозирования нагрузок и оптимизации выполнения запросов клиентов, управления ресурсами и нагрузкой и др.. Поскольку процессы принятия решений становятся более сложными и требуют развитого инструментария их поддержание, возникает необходимость разработки моделей, методов и средств мониторинга, анализа и управления информационно-вычислительными процессами ЦОД с учетом специфики этих технологий.