一般企业的计算机系统根据主要应用程序或使用模型分为

一般企业的计算机系统根据主要应用程序或使用模型分为 一般企业的计算机系统根据主要应用程序或使用模型分为三大类: , 联机事务处理(OLTP):意指使用关系数据库对商务功能实施日常管理。 , 决策支持系统(DSS):指从数据库提取、和以简明易懂的方式显示数据，以便能 够根据运作作出决策。 , 企业信息通讯(BusinessCommunications):指信息发送、Web服务器、文件检索以及 工作流。 针对任务的不同，当前，OLTP、DSS以及企业信息通讯系统设计人员在计算平台方面有四种体系结构可以选择: , 小型网络服务器:通过网络相连接的多种小型独立服务器。 , 大型SMP节点:运行于一个操作系统下的许多处理器以及资源。 , 群集的SMP节点:一个应用的多个实例在一种操作系统的不同实例条件下运行 于不同的节点，但共享某些存储装置和数据。 , 大规模并行处理(MPP)系统:操作系统和应用程序的许多独特实例运行于各个 独立节点，通常没有任何共享资源，并以消息传递(MessagePassing)的方式进 行通讯。 从下图中即可看出它们的异同点: Networked ServersLarge SMP systems P/MP/MP/MP/M P/MP/MP/MP/M P/MP/MP/MP/M P/MP/MP/MP/M MPP, Shared Nothing systemsClustered Shared Disk SMP systems 图1企业级计算环境的四种基本体系结构 每一种使用模型在I/O、内存、处理器和连接等方面都有各不相同的需求。因而，每种体系结构各有特点，它们既可能起到帮助作用，又可能成为一种妨碍，取决于使用模型。因此，体系结构的选择在很大程度上取决于使用模型。 体系结构 使用模型 优点 缺点 网络服务器 小型数字库 成本低 管理、可用性 SMP DSS、DLTP、企业信息通讯 易于编程 受制于底板大小 群集SMP DSS、DLTP、企业信息通讯 高可用性 需要更多的管理 MPP DSS 规模可以扩大 数据偏斜 (dataskew)问题 网络服务器(networkserver) 网络服务器模型明，许多大的计算问题可以通过小计算机或服务器网络得到解决。真实情况是，一组网络服务器可以成功而经济地应用于诸如小型World Wide Web服务、为在大公司为演示和文件而建数字库等。然而，网络服务器模型不适合于实现大型联机事务处理、决策支持系统和企业信息通讯应用程序。它强行实现跨服务器数据分布，结果给跨服务器网络的移植过程或数据复制带来难题。 实现小型服务器庞大网络的主要困难在于管理和可用性方面。许多提供商业化成品服务器的公司更多地强调成本，而不重视可靠性和可管理性。结果，网络服务器解决经常由低成本的需求所驱动，而在可用性和可管理性方面遇到了困难。 对称多处理(SMP) 大型单节点SMP系统颇受人们的青睐，因为它们非常适合于大型决策支持系统和联机事务处理应用程序。SMP系统管理的数据是集中定位的，用户共享公用资源库，而且SMP系统易于管理。另外，单一SMP节点使检测峰值性能，以及检测项目和未来的性能需求变得简便易行。SMP系统成为主要企业体系结构的另一个原因是，它为尖端单处理器应用向高性能多处理器系统过渡提供了平滑的移植路径。 大型单节点SMP系统未来的一种缺陷是:处理器数量将越来越受制于底板和共享系统总线的大小与速度。物理特性是未来带宽限制的最大因素，由于多处理器性能将继续 显著提高，计算机系统设计人员不得不在总线长度与总线速度之间进行平衡,电子传输速度接近光速，任何激励均不能使它们加速～大型SMP系统设计必须包括较短的底板/系统总线，以适应更快速处理器和I/O的需求。底板越短，尽管速度将越快，但可支持的处理器数目却越少，这是由于封装限制的原因。此种体系结构上的限制将进而限制入出单节点SMP系统的I/O量。但是将来，决策支持系统和企业信息通讯应用程序将继续对I/O有越来越多的需求。大型单节点SMP系统的另一个下降趋势是存在单一失效点(single point of failure)，它可以导致应用中断。 群集SMP(ClusteredSMP) 后一个问题的解决方案是使单一SMP系统成为群集系统的一个节点，多个节点实现互联。当群集为获得可用性而予以实现时，群集技术将为一个或多个节点提供足够的性能、对公用资源的访问，以便全面替换另一个节点的计划外故障。如果发生单节点停机，其它节点将继续操作，并可以在数分钟内自动接替失效节点的负荷。开放系统的关系数据库管理系统(RDBMS)公司正在开发支持群集环境的软件，以便大幅度改进可用性，使之超过传统单节点SMP系统的实际可用性水平。 群集还可以实现远远超出单一SMP节点的高性能与高可扩性。此种“机外扩充”(outofboxscaling)一般是由于可连接用户数量、I/O带宽、处理器数量和内存容量增加而引起的。它还要求应用同步运行于所有节点，并要求节点在改变共享数据之前相互通讯。后一点，事实上，控制了群集系统的可扩充性。这也是MPP的应用受限于商用领域的许多因素之一。业界已经掌握如何使4,8个SMP节点进行有效通讯的方法，而MPP体系结构则试图在数百个节点之间传送消息。由于MPP体系结构“消息传送”(message-passing)软件的不成熟，加上相关的开销，都限制了MPP体系结构在决策支持和联机事务处理问题上的可应用性。特别是可以利用反射内存(reflectivememory) 技术优势的软件的问世，例如IBMNUMA-Q的ScalableDataInterconnect(可扩充数据互联,简称SDI)，“机外”(outofbox)群集的SMP系统性能一直在提高。 群集系统的缺点是，它们需要更多地考虑管理和负载平衡问题。节点越多，问题就越复杂。消息传送互联(messagepassinginterconnect)的速度和延迟是改进群集系统可扩充性的关键。 大规模并行处理(MPP) MPP体系结构的一个压倒优势是，它有能力连接数以百计的处理器/存储单元(各个节点及其自身的操作系统和应用拷贝)。但这也是它的重大不利因素。对于由局部计算引起的大量I/O需求的问题，以及在插入结果与源数据不必跨共同处理组实行共享的地方，MPP系统可以提供令人满意的结果。视频服务器就是这样一种应用。但是，对于需要以不可预测方式扫瞄大型数据集的应用程序(决策支持系统)，或者需要进行许多更新(并因此需要进行锁定)的应用程序，例如联机事务处理，MPP缓慢的消息传送就成了瓶颈。 而这一方面正是SMP的单一大规模内存和处理组技高一筹的地方。在SMP系统，处理器之间的信息传送是以隐含方式通过共享内存实现的，而且速度超过MPP系统若干数量级。而SMP系统同样短暂的内存访问延迟使性能优化变得非常简单明了。大多数MPP系统的“全部分布”或“无共享”模式是一个难以编程的复杂环境,这点，限制了MPP系统，使其不能作为应用的合适选择。MPP系统需要尚未在开放系统生产环境经过检验的软件体系结构。目前，MPP系统供应商正在设法通过将处理节点变为SMP节点进一步加强其功能。MPP系统供应商同时还开始为其系统加入共享磁盘能力，由于基于光纤的互联技术的出现，使之变得更加便捷。 由许多松散耦合SMP节点和共享磁盘资源组成的MPP系统，正是一个SMP群集。显而易见，共享磁盘的群集系统事实上是MPP和SMP的收敛点。原有的“全部分布”MPP模式将很快被抛弃。这仅为开放系统关键任务解决方案的实现留下三种有效的体系结构:即网络服务器、SMP以及群集系统。