หมายเหตุ: บทวิเคราะห์จาก Gartner สำหรับลูกค้าของไมโครซอฟท์ ทาง Windows HPC Thai นำมาแปลเป็นภาษาไทยโดยได้รับคำอนุญาตเผยแพร่จากไมโครซอฟท์ ประเทศไทย
ต้นฉบับ: When to Choose Windows HPC Server 2008 for Your Computing Cluster
เมื่อใดที่องค์กรควรติดตั้ง Windows HPC Server 2008 เป็นระบบปฏิบัติการสำหรับคลัสเตอร์? ผู้ใช้คอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงเหล่านี้สามารถโอนถ่ายงานหรือทรัพยากรระหว่างกันเพื่อโซลูชันที่ตอบสนองความต้องการได้มากกว่า
ภาพรวม
เอกสารนี้อธิบายกรอบการตัดสินใจในการเลือก Windows HPC Server 2008 สำหรับคลัสเตอร์ที่ใช้ในงานคอมพิวเตอร์สมรรถนะสูงหรือ HPC โดยยกกรณีศึกษาและสถานการณ์จำลอง ตลอดจนหลัการและคำแนะนำของเรามาประกอบ
ประเด็นสำคัญ
- แอพพลิเคชันแบบใหม่ๆ ที่เพิ่งเกิดขึ้นนั้นมักพัฒนาขึ้นบนวินโดวส์ และนำไปใช้บนคลัสเตอร์ที่เป็นวินโดวส์ได้ง่ายกว่าคลัสเตอร์ที่เป็นลินุกซ์
- การใช้วินโดวส์บนคลัสเตอร์นั้นถือเป็นทางเลือกของลินุกซ์ ไม่ได้มาแทนกันโดยตรง
คำแนะนำ
- ในกรณีที่มีแอพพลิเคชันแนวใหม่ หรือ สร้างคลัสเตอร์ใหม่ในองค์กรที่ใช้วินโดวส์เป็นหลัก หรือ ต้องการสร้างทางเลือกเพิ่มเติมจากคลัสเตอร์ลินุกซ์ที่มีอยู่แล้ว คุณควรพิจารณา Windows HPC Server 2008 เป็นระบบปฏิบัติการสำหรับคลัสเตอร์เหล่านี้
- สำหรับคลัสเตอร์หลักที่เป็นลินุกซ์อยู่แล้ว ควรให้ผู้ใช้นั้นใช้งานระบบเดิมต่อไป แม้ว่าจะมีคลัสเตอร์วินโดวส์มาเสริมก็ตาม
- มองหาสภาพแวดล้อมที่ประกอบด้วยเทคโนโลยีที่หลากหลายมากขึ้น ไม่ว่าจะเป็นทักษะของบุคคลากร, ระบบปฏิบัติการทางเลือก เพื่อเพิ่มตัวเลือกทางโซลูชันสำหรับคลัสเตอร์ในอนาคต
สิ่งที่ควรต้องรู้
Windows HPC Server 2008 ถือเป็นระบบปฏิบัติการที่น่าสนใจมาก ไม่ว่าจะนำมาใช้เดี่ยวๆ หรือใช้เสริมคลัสเตอร์ลินุกซ์ก็ตาม มันไม่สามารถใช้แทนลินุกซ์ได้โดยตรงบนคลัสเตอร์เดิมที่มีอยู่แล้ว
ถ้าแอพพลิเคชันที่ใช้งานนั้นอิงกับวินโดวส์ หรือกำลังมองหาทางสร้างคลัสเตอร์ระบบใหม่สำหรับแอพพลิเคชันแบบใหม่ๆ (ซึ่งปัจจุบันยังทำงานอยู่บนพีซีธรรมดา) ก็ควรเลือก Windows HPC Server 2008 แต่ถ้าแอพพลิเคชันเป็นยูนิกซ์หรือลินุกซ์ ก็ควรเลือกลินุกซ์มากกว่า
องค์กรที่ผูกพันกับวินโดวส์มากๆ มีระบบที่เป็นลินุกซ์หรือยูนิกซ์น้อย และกำลังมองหาคลัสเตอร์เครื่องใหม่ควรทดลองใช้งาน Windows HPC Server 2008 เพื่อดูว่ามันเหมาะกับความต้องการแค่ไหน
บทวิเคราะห์
คลัสเตอร์ถือเป็นแพลตฟอร์มที่สำคัญในการรันแอพพลิเคชันสำหรับงานสมรรถนะสูง (HPC) ถึงแม้ว่าปัจจุบันคลัสเตอร์ส่วนมากจะใช้ระบบปฏิบัติการลินุกซ์ แต่ Windows HPC Server 2008 ก็กำลังเริ่มเข้ามาในตลาดองค์กรในฐานะทางเลือกของลินุกซ์เช่นกัน บทวิจัยนี้จะให้คำแนะนำว่าในสถานการณ์ใดที่ควรเลือก Windows HPC Server 2008 เป็นระบบปฏิบัติการสำหรับคลัสเตอร์
กรณี: นำวินโดวส์มาทดแทนลินุกซ์ทั้งหมด
คลัสเตอร์ที่มีในปัจจุบันส่วนมากใช้ระบบปฏิบัติการลินุกซ์ เหตุผลเป็นเพราะคลัสเตอร์ยุคใหม่มีรากเหง้ามาจากโครงการ Beowulf ซึ่งเป็นโครงการโอเพนซอร์สที่เริ่มพัฒนาโดย Goddard Space Flight Center ของ NASA โครงการนี้ใช้ลินุกซ์และระบบปฏิบัติการโอเพนซอร์สตัวอื่นๆ สร้างคอมพิวเตอร์คลัสเตอร์ที่สามารถรองรับงานประมวลผลขนาดใหญ่ได้ จากประวัติศาสตร์ของวงการคลัสเตอร์ มิดเดิลแวร์ส่วนมากสร้างขึ้นบนสภาพแวดล้อมแบบลินุกซ์เช่นกัน ทำให้บุคคลากรของศูนย์วิจัยเหล่านี้คุ้นเคยกับการบริหารจัดการระบบที่เป็นลินุกซ์ ซึ่งอธิบายได้ว่าทำไมลินุกซ์ถึงได้รับความนิยมในสายนี้
การนำวินโดวส์เข้ามาแทนลินุกซ์ทั้งหมดนั้นต้องการการปรับแต่งแก้ไขซอฟต์แวร์มิดเดิลแวร์ขนานใหญ่, ต้องเปลี่ยนแอพพลิเคชันเป็นตัวใหม่ที่ทำงานบนวินโดวส์ได้ และต้องฝึกทักษะให้กับบุคคลากรใหม่หมด เราคิดว่าคงมีระบบคลัสเตอร์เดิมไม่มากนักที่คิดจะเปลี่ยนจากลินุกซ์เป็น Windows HPC Server 2008
กรณี: สร้างคลัสเตอร์ใหม่เพื่อใช้งานแอพพลิเคชันตัวเดิม
แอพพลิเคชันสำหรับคลัสเตอร์ที่มีในปัจจุบันมักทำงานบนลินุกซ์ แอพพลิเคชันเหล่านี้หมายถึงแอพพลิเคชันที่นิยมใช้บนคลัสเตอร์ ถึงแม้ว่าจะถูกติดตั้งใหม่หมดเมื่อมีฮาร์ดแวร์ของคลัสเตอร์มาใหม่ก็ตาม
ถ้าแอพพลิเคชันตัวที่ใช้งานทำงานได้เฉพาะบนลินุกซ์เท่านั้น ก็ควรเลือกลินุกซ์เป็นระบบปฏิบัติการสำหรับคลัสเตอร์ตัวใหม่ต่อไป กรณีนี้รวมถึงโค้ดที่องค์กรพัฒนาขึ้นเอง และต้องการย้ายไปสู่คลัสเตอร์เครื่องใหม่ด้วยเช่นกัน
แต่ถ้าแอพพลิเคชันสามารถทำงานได้ทั้งบนลินุกซ์และวินโดวส์ และเวอร์ชันบนวินโดวส์นั้นมีประสิทธิภาพและเสถียรภาพผ่านเกณฑ์ที่กำหนด ดังนั้นคลัสเตอร์เครื่องใหม่สามารถเลือกใช้ได้ทั้งวินโดวส์และลินุกซ์ ปัจจัยที่มีผลต่อการตัดสินใจจึงขึ้นอยู่กับทักษะของทีมงานว่าถนัดในระบบปฏิบัติการตัวใดมากกว่า
กรณี: สร้างคลัสเตอร์ใหม่สำหรับงานแบบใหม่
ในอดีต แอพพลิเคชันแบบใหม่ๆ มักทำงานบนพีซีหรือเวิร์คสเตชันเพียงเครื่องเดียว เนื่องจากความซับซ้อนของการประมวลผลหรือว่ามีปริมาณงานที่ต้องประมวลผลไม่มากนัก แต่เมื่อความต้องการจากอุตสาหกรรมหรือภาคธุรกิจเปลี่ยนไป เกิดความต้องการที่จะประมวลผลข้อมูลจำนวนมากเกินกว่าคอมพิวเตอร์เครื่องเดียวจะทำได้ แอพพลิเคชันเหล่านี้ก็จำต้องย้ายไปทำงานบนคลัสเตอร์เพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้น
แอพพลเคชันบางตัวอาจผูกกับเวิร์คสเตชันที่ใช้ยูนิกซ์หรือลินุกซ์ แต่ส่วนมากมักเป็นแอพพลิเคชันที่ทำงานบนวินโดวส์มากกว่า เพราะความนิยมในการสร้างแอพพลิเคชันสำหรับพีซีนั้นมักสร้างบนวินโดวส์
การจะนำแอพพลิเคชันที่ทำงานบนวินโดวส์ มาขยายการใช้งานบนคลัสเตอร์ที่เป็นลินุกซ์นั้นซับซ้อนและต้องใช้ทรัพยากรมากกว่านำมันไปทำงานคลัสเตอร์วินโดวส์มาก ดังนั้น ในกรณีนี้ควรเลือก Windows HPC Server 2008 เป็นระบบปฏิบัติการสำหรับแอพพลิเคชันที่อิงกับวินโดวส์
กรณี: เพิ่มวินโดวส์เข้าไปในคลัสเตอร์ที่เป็นลินุกซ์
ถึงแม้ว่าการนำวินโดวส์มาแทนลินุกซ์ทั้งหมดจะเป็นตัวเลือกที่ไม่น่าสนใจอย่างมาก แต่ถ้านำวินโดวส์มาเป็นระบบที่สองในคลัสเตอร์ถัดจากลินุกซ์ ตัวเลือกนี้จะน่าสนใจเพิ่มขึ้นมาก คลัสเตอร์นี้สามารถทำงานได้ทั้งสองโหมดคือลินุกซ์และวินโดวส์ คลัสเตอร์สามารถประมวลผลบนโหมดลินุกซ์ แต่ก็ตอบสนองการใช้งานแอพพลิเคชันแบบวินโดวส์ไปได้พร้อมๆ กัน การทำแบบนี้อาจเพิ่มค่าใช้จ่ายในการดูแลรักษาและภาระของผู้ดูแลระบบ แต่ก็มีข้อดีคือเพิ่มทางเลือกให้กับผู้ใช้ของระบบ
ในกรณีนี้ ส่วนมากวินโดวส์มักถูกมองว่าเป็นระบบปฏิบัติการที่สองที่คอยทำงานเล็กๆ บนคลัสเตอร์โหนดจำนวนไม่มากนัก การเพิ่มวินโดวส์มีฐานะคือเป็นทางเลือกให้กับผู้ใช้ ไม่ใช่การแทนที่ลินุกซ์ด้วยวินโดวส์ ผู้ดูแลระบบคลัสเตอร์ที่เพิ่มวินโดวส์เป็นโหมดที่สองไว้แล้ว (หรือมีแผนจะเพิ่มในเร็วๆ นี้) ควรพิจารณา Windows HPC Server 2008 ดูว่าเหมาะสมแค่ไหน
กรณี: เพิ่มคลัสเตอร์เข้าไปในระบบที่ใช้วินโดวส์ทั้งหมด
การสร้างคลัสเตอร์สำหรับองค์กรที่ใช้วินโดวส์เกือบทั้งหมด จะเพิ่มตัวแปรให้ “กรณี: สร้างคลัสเตอร์ใหม่เพื่อใช้งานแอพพลิเคชันตัวเดิม” เปลี่ยนไป ประเด็นในเรื่องความเข้ากันได้ของโปรแกรม, ทักษะและความเชี่ยวชาญของทีมงาน กลายเป็นปัจจัยสำคัญที่นำมาถ่วงน้ำหนักกับค่าใช้จ่ายในการแปลงแอพพลิเคชันลินุกซ์ให้เป็นวินโดวส์ เพื่อสร้างระบบคอมพิวเตอร์แบบเดียวกันทั้งหมดในศูนย์คอมพิวเตอร์ที่ดูแลได้ง่ายขึ้น
ยุทธศาสตร์สำหรับการเพิ่มโหมดทางเลือกในคลัสเตอร์
ลูกค้าของเราที่มีคลัสเตอร์มากกว่าหนึ่งโหมดอาจมีได้หลายแบบ พวกเขาอาจเลือกใช้ลินุกซ์สองดิสโทรพร้อมกันก็ได้ แต่ในบทวิจัยนี้จะสนใจเฉพาะการทำงานร่วมกันระหว่างวินโดวส์กับลินุกซ์ในคลัสเตอร์เดียวกันเท่านั้น ตัวเลือกที่นิยมมี 3 ทาง
- แบ่งโหนดบางส่วนให้วินโดวส์ไปเลย โดยที่โหนดส่วนใหญ่ยังเป็นลินุกซ์
- ใช้เครื่องมือด้าน image สำหรับสลับโหมดของแต่ละโหนด
- ปิดและสลับโหมดของเครื่องทั้งหมดในระบบ เมื่อต้องการเปลี่ยนจากลินุกซ์เป็นวินโดวส์
เรายังไม่เห็นการใช้งาน virtualization (เช่น Hyper-V หรือ VMWare) เข้ามาช่วยเป็นตัวกลางในการรองรับโหมดหลายๆ โหมดมากเท่าไรนัก ตามแนวทางนี้ โหนดจะมี virtual machine (VM) สำหรับวินโดวส์ และ VM สำหรับลินุกซ์ โดย VM ตัวใดตัวหนึ่งจะถูกเรียกให้ทำงาน และควบคุมทรัพยากรทั้งหมดบนเครื่องนั้นในการประมวลผงานเสมอ แต่ข้อดีของมันก็คือการสลับไปมาระหว่าง VM นั้นทำได้รวดเร็ว วิธีนี้ช่วยให้การแบ่งเครื่องโหนดสำหรับโหมดที่สองทำได้ง่ายขึ้นมาก
จุดอ่อนของวิธี virtualization คือผู้ใช้จะกังวลว่าประสิทธิภาพในการทำงานจะลดลง เพราะต้องทำงานผ่าน virtual machine ทำให้มีระบบคลัสเตอร์สมรรถนะสูงจำนวนน้อยมากที่ใช้ virtuliaztion เข้าช่วย อย่างไรก็ตาม เราเห็นแนวโน้มในการพัฒนาของวงการ virtualization ว่ากำลังมีประสิทธิภาพดีขึ้นเรื่อยๆ และผู้ดูแลระบบก็เริ่มคุ้นเคยกับมันมากขึ้นเรื่อยๆ ซึ่งอาจส่งผลให้เทคนิคนี้ได้รับความนิยมมากขึ้นในอนาคต
