(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

Transkrypt

1 R Z E C Z P O S P O L IT A P O L S K A (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (2 1 ) N u m er zgłoszenia: U rząd P atentow y R zeczypospolitej Polskiej (2 2 ) D ata zgłoszenia: ( 86) D ata i n u m er zgłoszenia m iędzynarodow ego: , PCT/GB96/02983 (8 7 ) D a ta i n u m er publikacji zgłoszenia m iędzynarodow ego: , WO97/29423, PCT Gazette nr 35/97 (5 1 ) In tc l7 G06F 9/46 G06F 17/30 H04L 29/06 (54) Komputer serwera dołączany do sieci i sposób jego eksploatacji (30) Pierwszeństwo: (73) Uprawniony z patentu: ,GB, INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION, Armonk, US (43) Zgłoszenie ogłoszono: (72) Twórcy wynalazku: BUP 01/99 Andrew J. Stanford - Clark, Hampshire, GB Sean J. Martin, Londyn, GB (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: (74) Pełnomocnik: WUP 06/02 Muszyński Andrzej, POLSERVICE PL B1 (57)1. Komputer serwera dołączany do sieci, który zawiera wiele procesorów do świadczenia usług jednem u lub wielu komputerom klienckim dołączonym do sieci, przy czym usługi obejm ują dostarczanie bloków informacji do komputera klienckiego, a procesory m ają dostęp do bazy danych, w której przechowywane s ą bloki informacji, znamienny tym, że zawiera, przy każdym z wielu procesorów (20,30, 40), jednostkę (80) wyszukującą w odpowiedzi na żądanie komputera klienckiego (50) określonego bloku informacji z procesora (20,30,40), dane z bazy (120 ) danych do zestawienia pliku reprezentującego żądany blok informacji, przy czym ten plik zawiera odniesienia do kolejnych bloków informacji, których może żądać komputer kliencki (50), oraz zawiera jednostkę (100) wyznaczającą obciążenia do okresowego określania danych o aktywności procesorów (20, 30, 40) przez włączenie ich do zapisu rozkładu obciążenia utrzymywanego dla wszystkich procesorów (20, 30, 40), jednostkę (90) decyzyjną określającą, dla każdego odniesienia do kolejnego bloku informacji w pliku zestawionym w jednostce (80) wyszukującej i na podstawie zapisu rozkładu obciążenia, który procesor (20, 30, 40) powinien obsłużyć żądanie od komputera klienckiego (50) dla tego kolejnego bloku informacji, oraz adres dla tego procesora (20, 30, 40) w pliku zestawionym w jednostce (80) wyszukującej, i jednostkę (110) wysyłającą plik do komputera klienckiego (50). FIG. 1

2 Komputer serwera dołączany do sieci i sposób jego eksploatacji Zastrzeżenia patentowe 1. Komputer serwera dołączany do sieci, który zawiera wiele procesorów do świadczenia usług jednemu lub wielu komputerom klienckim dołączonym do sieci, przy czym usługi obejmują dostarczanie bloków informacji do komputera klienckiego, a procesory mają dostęp do bazy danych, w której przechowywane są bloki informacji, znamienny tym, że zawiera, przy każdym z wielu procesorów (20,30,40), jednostkę (80) wyszukującą, w odpowiedzi na żądanie komputera klienckiego (50) określonego bloku informacji z procesora (20,30, 40), dane z bazy (120) danych do zestawienia pliku reprezentującego żądany blok informacji, przy czym ten plik zawiera odniesienia do kolejnych bloków informacji, których może żądać komputer kliencki (50), oraz zawiera jednostkę (100) wyznaczającą obciążenia do okresowego określania danych o aktywności procesorów (20,30,40) przez włączenie ich do zapisu rozkładu obciążenia utrzymywanego dla wszystkich procesorów (20,30,40), jednostkę (90) decyzyjną określającą, dla każdego odniesienia do kolejnego bloku informacji w pliku zestawionym w jednostce (80) wyszukującej i na podstawie zapisu rozkładu obciążenia, który procesor (20,30,40) powinien obsłużyć żądanie od komputera klienckiego (50) dla tego kolejnego bloku informacji, oraz; adres dla tego procesora (20,30,40) w pliku zestawionym w jednostce (80) wyszukującej, i jednostkę (110) wysyłającą plik do komputera klienckiego (50). 2. Komputer według zastrz. 1, znamienny tym, że jednostka (100) wyznaczająca obciążenia jest umieszczona przy każdym z wielu procesorów (20,30,40) do określania danych o aktywności każdego procesora (20, 30, 40). 3. Komputer według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że każdy z wielu procesorów (20, 30,40) zawiera jednostkę (90) decyzyjną. 4. Komputer według zastrz. 1, znamienny tym, że jednostka (90) decyzyjna jest skonfigurowana do określania, ile kolejnych bloków informacji będzie kierowanych do konkretnego procesora (20, 30, 40) tak, aby przy zwiększającym się obciążeniu procesora (20, 30, 40) wskazywanym przez zapis rozkładu obciążenia, zmniejszała się liczba żądanych od tego procesora (20,30,40) kolejnych bloków informacji. 5. Komputer według zastrz. 1, znamienny tym, że jednym lub więcej niż jednym kolejnym blokiem informacji jest plik obrazowy, których żąda komputer kliencki (50) przy tworzeniu bloku informacji. 6. Komputer według zastrz. 1, znamienny tym, że sieć jest siecią Internet. 7. Komputer według zastrz. 1, znamienny tym, że usługa jest usługą w globalnym systemie informacyjnym (World Wide Web), a bloki informacji są stronami WWW. 8. Komputer według zastrz. 1, znamienny tym, że adres kolejnego bloku informacji włączonego do pliku przez jednostkę (90) decyzyjną ma postać łańcucha adresowego zawierającego zarówno identyfikator tego bloku informacji jak i niepowtarzalny identyfikator procesora (20,30,40), który według ustalenia jednostki (90) decyzyjnej obsłuży żądanie dotyczące tego bloku informacji. 9. Sposób eksploatacji pracy komputera serwera dołączanego do sieci, który zawiera wiele procesorów do świadczenia usług jednemu lub wielu komputerom klienckim dołączonym do sieci, przy czym usługi obejmują dostarczanie bloków informacji do komputera klienckiego, a procesory mają dostęp do bazy danych, w której przechowywane są bloki informacji, znamienny tym, że w odpowiedzi na nadchodzące od komputera klienckiego (50) żądanie konkretnego bloku informacji z procesora (20,30,40) wyszukuje się dane w bazie (120) danych oraz zestawia się plik reprezentujący żądany blok informacji i zawierający odniesienia do kolejnych bloków informacji, których może żądać komputer kliencki (50), a następnie wyznacza się okresowo w jedno-

3 stce (100) wyznaczającej obciążenia dane o aktywności procesorów (20,30,40) i włącza się je do zapisu rozkładu obciążenia utrzymywanego dla każdego z procesorów (20,30,40), po czym dla każdego odniesienia do następnego bloku informacji w zestawionym pliku określa się na podstawie zapisu rozkładu obciążenia, który procesor (20,30, 40) obsłuży żądanie komputera klienckiego (50) dotyczące tego następnego bloku informacji, i włącza się adres tego procesora (20,30, 40) w zestawiony plik oraz wysyła się plik do komputera klienckiego (50). 10. Sposób według zastrz. 9, znamienny tym, że w trakcie określania procesora (20,30, 40) do obsługi żądania komputera klienckiego (50), w przypadku zażądania przez komputer kliencki (50) wielu kolejnych bloków informacji podczas zestawiania bloku informacji reprezentowanego przez plik, określa się ilość żądań obsługi tych kolejnych bloków informacji, które będą kierowane do konkretnego procesora (20,30,40), tak aby przy zwiększającym się obciążeniu procesora (20,30,40) wskazywanym przez zapis rozkładu obciążenia, zmniejszała się liczba żądanych od tego procesora (20, 30, 40) kolejnych bloków informacji. 11. Sposób według zastrz. 9 albo 10, znamienny tym, że adres kolejnego bloku informacji, włączonego do pliku w trakcie określania procesora (20,30,40) do obsługi żądania komputera klienckiego (50), ma postać łańcucha adresowego zawierającego zarówno identyfikator tego bloku informacji jak i niepowtarzalny identyfikator procesora (20,30,40), który obsłuży żądanie dotyczące tego bloku informacji. * * * Przedmiotem wynalazku jest komputer serwer dołączany do sieci i sposób jego eksploatacji. Występuje duże zapotrzebowanie na komputery o dużej mocy do sieci w ogólności, a zwłaszcza do Internetu. Internet jest potężną siecią złożoną z wielu mniejszych sieci połączonych za pośrednictwem urządzeń takich jak mosty i przejścia. Teoretycznie, dowolny komputer dołączony do Internetu ma możliwość wymiany informacji z dowolnym innym komputerem, który dołączony jest do Internetu. Jednakowoż, ponieważ komputery często zawierają informację precyzyjną, wiele komputerów i sieci zaopatrzonych jest w zabezpieczania, ograniczające w różnym stopniu wymianę informacji między komputerami. Ponieważ Internet reprezentuje bardzo potężną strukturę rozsiewania informacji, to rozwinęła się pewna liczba usług, które wykorzystują Internet do przenoszenia informacji z jednego komputera na drugi. Przykładami takich usług są usługi w globalnym systemie informacyjnym (World Wide Web). Usługa WWW jest jedną z najbardziej znanych, i najszybciej rozszerzających się z tych usług. System WWW realizowany przez Internet jest w stanie połączyć różne techniki, jak głos, wizję i tekst, i prezentować je na zasadzie zamówienia, w sposób interaktywny z każdą osobą dołączoną do Internetu z komputerem z odpowiednią konfiguracją oprogramowania i sprzętu do odczytu dowolnego dokumentu HyperMediów, który jest dostępny w dowolnym miejscu w Internecie. Dokument HyperMedialny odbierany jest w postaci pliku reprezentującego blok informacji, a w pliku zawarte są hyperodsyłacze do innych dokumentów, czyli bloków informacji, które mogą, na przykład zawierać teksty, dźwięki, obrazy lub filmy. Ponieważ komputer otrzymujący dokument typu HyperMedia zestawia ten dokument do wyświetlenia użytkownikowi, to może on wykorzystać niektóre z tych hyperodsyłaczy w celu odebrania innych plików potrzebnych do uzupełnienia wyświetlanego obrazu. Na przykład, hyperodsyłacze mogą być wykorzystywane dla dostępu do plików obrazowych, które mają być wyświetlane jako część dokumentu. Po skonstruowaniu obrazu przez komputer kliencki i wyświetleniu użytkownikowi, użytkownik może mieć możliwość wybrania hyperodsyłaczy przez użycie myszy do wskazania odpowiedniego obrazu na ekranie, w celu zażądania dokumentu reprezentowanego przez ten hyperodsyłacz. W miarę, jak coraz więcej osób wykorzystuje usługi Internetu, wzrasta zapotrzebowanie na komputery serwera, które są komputerami wieloprocesorowymi dostosowanymi do świadczenia

4 takich usług. Dzięki zastosowaniu wielu procesorów można przetwarzać duże ilości żądań kierowanych do serwera. Jednakowoż przy stosowaniu takich serwerów równoległych powstaje problem zrównoważenia ruchu od klientów, wchodzącego do procesorów współpracujących w systemie równoległym, z wydawaniem dokumentów, jak na przykład stron WWW, i utrzymywania działania aplikacji na zasadzie usługi. Przy istniejących mechanizmach wyrównywania obciążenia, może się zdarzać, że jeden konkretny procesor staje się ogniskiem dla dużej ilości ruchu w pewnym okresie czasu. Technicznie określa się to zjawisko jako przegrzanie. W tych warunkach, procesor jest zasypany żądaniami od klientów, i grzęźnie aż praktycznie do zatrzymania, potrzebując do kilku minut na obsługę jednego żądania. Istotą komputera serwera dołączanego do sieci, według wynalazku, który zawiera wiele procesorów do świadczenia usług jednemu lub wielu komputerom klienckim dołączonym do sieci, przy czym usługi obejmują dostarczanie bloków informacji do komputera klienckiego, aprocesory mają dostęp do bazy danych, w której przechowywane są bloki informacji, jest to, że zawiera, przy każdym z wielu procesorów, jednostkę wyszukującą, w odpowiedzi na żądanie komputera klienckiego określonego bloku informacji z procesora, dane z bazy danych do zestawienia pliku reprezentującego żądany blok informacji, przy czym ten plik zawiera odniesienia do kolejnych bloków informacji, których może żądać komputer kliencki, oraz zawiera jednostkę wyznaczającą obciążenia do okresowego określania danych o aktywności procesorów przez włączenie ich do zapisu rozkładu obciążenia utrzymywanego dla wszystkich procesorów, jednostkę decyzyjną określającą, dla każdego odniesienia do kolejnego bloku informacji w pliku zestawionym w jednostce wyszukującej i na podstawie zapisu rozkładu obciążenia, który procesor powinien obsłużyć żądanie od komputera klienckiego dla tego kolejnego bloku informacji, oraz adres dla tego procesora w pliku zestawionym w jednostce wyszukującej, i jednostkę wysyłającą plik do komputera klienckiego. Korzystnie jednostka wyznaczająca obciążenia jest umieszczona przy każdym z wielu procesorów do określania danych o aktywności każdego procesora. Korzystnie każdy z wielu procesorów zawiera jednostkę decyzyjną. Korzystnie jednostka decyzyjna jest skonfigurowana do określania, ile kolejnych bloków informacji będzie kierowanych do konkretnego procesora tak, aby przy zwiększającym się obciążeniu procesora wskazywanym przez zapis rozkładu obciążenia, zmniejszała się liczba żądanych od tego procesora kolejnych bloków informacji. Korzystnie jednym lub więcej niż jednym kolejnym blokiem informacji jest plik obrazowy, których żąda komputer kliencki przy tworzeniu bloku informacji. Korzystnie sieć jest siecią Internet. Korzystnie usługa jest usługą w globalnym systemie informacyjnym (World Wide Web), a bloki informacji są stronami WWW. Korzystnie adres kolejnego bloku informacji włączonego do pliku przez jednostkę decyzyjną ma postać łańcucha adresowego zawierającego zarówno identyfikator tego bloku informacji jak i niepowtarzalny identyfikator procesora, który według ustalenia jednostki decyzyjnej obsłuży żądanie dotyczące tego bloku informacji. Istotą sposobu eksploatacji pracy komputera serwera dołączanego do sieci, według wynalazku, który zawiera wiele procesorów do świadczenia usług jednemu lub wielu komputerom klienckim dołączonym do sieci, przy czym usługi obejmują dostarczanie bloków informacji do komputera klienckiego, a procesory mają dostęp do bazy danych, w której przechowywane są bloki informacji, jest to, że w odpowiedzi na nadchodzące od komputera klienckiego żądanie konkretnego bloku informacji z procesora wyszukuje się dane w bazie danych oraz zestawia się plik reprezentujący żądany blok informacji i zawierający odniesienia do kolejnych bloków informacji, których może żądać komputer kliencki, a następnie wyznacza się okresowo w jednostce wyznaczającej obciążenia dane o aktywności procesorów i włącza się je do zapisu rozkładu obciążenia utrzymywanego dla każdego z procesorów, po czym dla każdego odniesienia do następnego bloku informacji w zestawionym pliku określa się na podstawie zapisu rozkładu

5 obciążenia, który procesor obsłuży żądanie komputera klienckiego dotyczące tego następnego bloku informacji, i włącza się adres tego procesora w zestawiony plik oraz wysyła się plik do komputera klienckiego. Korzystnie w trakcie określania procesora do obsługi żądania komputera klienckiego, w przypadku zażądania przez komputer kliencki wielu kolejnych bloków informacji podczas zestawiania bloku informacji reprezentowanego przez plik, określa się ilość żądań obsługi tych kolej - nych bloków informacji, które będą kierowane do konkretnego procesora, tak aby przy zwiększającym się obciążeniu procesora wskazywanym przez zapis rozkładu obciążenia, zmniejszała się liczba żądanych od tego procesora kolejnych bloków informacji. Korzystnie adres kolejnego bloku informacji, włączonego do pliku w trakcie określania procesora do obsługi żądania komputera klienckiego, ma postać łańcucha adresowego zawierającego zarówno identyfikator tego bloku informacji jak i niepowtarzalny identyfikator procesora, który obsłuży żądanie dotyczące tego bloku informacji. Zaletą rozwiązania według wynalazku jest rozprowadzanie niezrównoważonego obciążenia po wszystkich procesorach, dla umożliwienia uniknięcia wystąpienia efektu przegrzania. Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat blokowy komputera serwera według wynalazku, fig. 2 - sieć działań obrazującą procesy realizowane w procesorze serwerze po otrzymaniu żądania od klienta, a fig. 3 - wykorzystanie zapisu rozkładu obciążenia do określenia, który z procesorów obsłuży nadchodzące żądania dotyczące bloków informacji. W przedstawionym przykładzie wykonania wynalazku uwzględnia się usługę WWW świadczoną przez Internet i opisuje się poniżej mechanizm realizacji wtórnego wyrównywania obciążenia na pewnej liczbie procesorów współdziałających w równoległym serwerze WWW. Przeglądając najpierw strukturę WWW, można zauważyć, że oparta jest na formatach uniwersalnych lokatorów zasobów (URL), które można uważać za specyfikujące konkretną stronę lub plik w usłudze WWW. Lokator URL oznacza zarówno maszynę serwera, jak i konkretny plik lub stronę na tej maszynie. Na przykład odsyłacz (link) mógłby mieć postać: Człon http: wskazuje, że używamy usługi World Wide Web, jest nazwą w sieci Internet serwera sieciowego, od którego chcemy żądać strony, a example.html jest nazwą strony, którą chcemy otrzymać. Komputer kliencki wykorzystuje oprogramowanie ogólnie zwane przeglądarką, dla zapewnienia użytkownikowi graficznego interfejsu użytkownika (GUI), umożliwiającego temu użytkownikowi poruszanie się przez sieć WWW do różnych lokatorów URL. Niekiedy użytkownik z nazwy wymienia konkretny lokator URL, lecz częściej użytkownik będzie przeskakiwał z jednego lokatora URL do innego za pomocą odniesień na strony (tak zwanych hyperodsyłaczy ( hyperlink ). Zatem konkretne słowo lub symbol na stronie może być skojarzone z innym lokatorem URL, tak że wybór tego słowa lub symbolu na przykład przez kliknięcie myszą w odnośnym miejscu powoduje wczytanie strony przez komputer kliencki z wybranego lokatora URL i wyświetlenie jej. Ta nowa strona może znajdować się w zupełnie innym serwerze, co strona pierwsza. Słowo lub symbol, które mapuje do innego lokatora URL zwane jest czasem gorącym klawiszem ( hot button ) lub podobnie. Na jednej stronie może znajdować się wiele gorących klawiszy, czyli hyperodsyłaczy. Na jednym serwerze może rezydować wiele stron lub lokatorów URL, wtedy komputer serwera realizuje działanie charakterystyczne dla tej strony. W niektórych przypadkach może to prowadzić do komputera udostępniającego pewną aplikację, lecz w większości przypadków komputer serwera wczytuje żądaną stronę z bazy danych ze zmagazynowanymi stronami i przekazuje zwrotnie przez Internet do komputera klienckiego w celu wyświetlenia u użytkownika. Strony te są formatowane zgodnie z formatem standardowym znanym jako HTML. Typowa strona WWW zawiera pewną część tekstu, nieco osadzonych obrazów (grafiki), i pewną liczbę odsyłaczy (links) do innych stron, które osoba przeglądająca może wybrać przez kliknięcie, jeżeli życzy sobie więcej informacji na pewien temat. Same obrazy są stronami WWW, których przeglądarka WWW automatycznie żąda od serwera w imieniu klienta, ściągając stronę

6 od komputera serwera, umożliwiając klientowi przy tym ich wyświetlanie. Te obrazy w serwerze są magazynowane zwykle jako oddzielne pliki graficzne, na przykład w standardowym formacie ".gif" lub ".jpeg". Tekst HTML zawiera odniesienia do tych graficznych plików, które wzywają klienta do wczytania z serwera również wyszczególnionych plików, umożliwiając klientowi przy tym wyświetlanie zarówno tekstu HTML, jak i przyporządkowanych do niego obrazów. Następne odsyłacze ze strony mogą prowadzić albo do pewnej innej strony na tym samym serwerze, co strona podstawowa, lub do dowolnego innego serwera WWW w sieci Internet. Dla zilustrowania wynalazku, będą omawiane pliki graficzne i dalsze odsyłacze do tego samego serwera, na którym jest strona podstawowa. Istnieje pewna różnorodność oprogramowania przeglądarkowego dostępnego w handlu, do wykorzystania w komputerach klienckich, przy czym wszystkie takie przeglądarki odczytują format HTML i inne standardowe formaty WWW, i mogą poprawnie wyświetlać czyli wyprowadzać pliki w tych formatach. Podobnie, przez takie programy są również rozumiane i realizowane mechanizmy poruszania się między różnymi lokatorami URL. W rozwiązaniu według wynalazku wyrównywanie obciążenia wykorzystuje się w połączeniu z serwerem równoległym w celu doprowadzenia do pojawiania się kilku procesorów serwera pod tą samą nazwą sieciową Internetu. Na przykład, jak to przedstawiono na figurze 1, równoległy serwer 10 może być obsługiwany przez procesory 20,30,40, nazwane na przykład wwwl.ibm.com, www2.ibm.com i www3.ibm.com. Oprogramowanie wyrównujące obciążenie zestawia żądanie, kierowane do serwera 10 i powoduje przesłanie go do jednego z procesorów stanowiących część równoległego serwera WWW. Kiedy pewien program na komputerze klienckim 50 życzy sobie połączenia z procesorem serwera równoległego 10, porozumiewa się z systemem przetwarzania danych często nazywanym serwerem imiennym 60, dla otrzymania adresu sieciowego do pożądanego serwera. Decyzyjne układy logiczne 70 służą do okresowego sprawdzania procesorów lub komputerów w serwerze równoległym 10, i wyboru jednego z tych procesorów na podstawie konfigurowanych kryteriów. Konfigurowane kryteria można dobierać tak, aby przez decyzyjne układy logiczne 70 był przynajmniej wybrany procesor najmniej obciążony w momencie stosowania do niego kryteriów. Adres tego procesora następnie zostaje skojarzony z rodzaj ową nazwą serwera w pamięci 75 dostępnej dla serwera imiennego 60, tak że za każdym razem, kiedy program kliencki żąda adresu maszynowego używając nazwy rodzajowej serwera, podawany jest adres tego procesora w serwerze równoległym 10, który był jako ostatni wybrany przez decyzyjne układy logiczne 70. Zatem, jeżeli jest nazwą rodzajową, to żądanie komputera klienckiego 50 do serwera imiennego 60 z nazwą pod adresem da w wyniku podanie klientowi adresu w sieci Internet jednego z procesorów 20, 30,40. Tradycyjnie kolejny odsyłacz wracający do tego samego serwera (często zwanego Web site - punktem WWW) co strona podstawowa, wywoływałby tę samą nazwę sieci Internet, co ta strona bazowa. Na przykład na stronie następnym odsyłaczem mógłby być Ponieważ komputer kliencki 50 już pytał serwer imienny 60 o adres internetowy nazwy rodzajowej to użyłby po prostu tego samego adresu internetowego jeszcze raz. Zatem kolejne żądanie byłoby kierowane na ten sam procesor, który obsługiwał pierwotne żądanie. Ponieważ serwer imienny 60 nie jest w stanie zróżnicować nazwy rodzajowej to nie byłaby realizowana żadna metoda rozprowadzania obciążenia w serwerze imiennym 60. W wyniku tego, rzeczywisty procesor, który obsługiwał pierwotne żądanie może być zalewany żądaniami następnych odsyłaczy, co spowodowałoby wspomniany wcześniej efekt przegrzania Możliwa jest sytuacja, w której komputer kliencki 50 jest zestawiony tak, aby w sprawie następnych żądań zawsze zwracał się do serwera imiennego 60. Jednakowoż przy próbach zwiększenia wydajności serwerów imiennych, te serwery wykazują tendencję do przechowywania w pamięci podręcznej szczegółów ostatnich żądań. Zwykle klient nie będzie komunikował się bezpośrednio z serwerem imiennym 60 z nazwą. Przeciwnie, najczęściej zwykle komunikuje się ze swoim lokalnym serwerem imiennym, który komunikuje się następnie z szeregiem innych ser-

7 werów imiennych, aż do ostatecznego przekazania żądania do serwera imiennego 60, który jest serwerem imiennym mającym "władzę" nad równoległym serwerem WWW. Adres internetowy wyróżniony przez serwer imienny 60 następnie przechodzi na powrót przez wszystkie te same serwery imienne, z których każdy może wybrać do przechowywania w pamięci podręcznej konkretny adres internetowy, który został dobrany do Zatem, jeżeli klient jest zorganizowany tak, że za każdym razem, kiedy potrzebuje skomunikować się z porozumiewa się z serwerem imiennym, to będzie miał nadal tendencję do przyjmowania adresu uprzednio wyróżnionego przez serwer imienny 60, na przykład, lokalny serwer imienny mógłby decydować, że już zna adres internetowy dla tej nazwy, tak że nie ma potrzeby przekazywania żądania dalej. Widać zatem, że metoda wyrównywania obciążenia na serwerze imiennym 60, jakkolwiek użyteczna w przypadku pierwszego żądania ze strony klienta adresu serwera, nie jest przydatna w przypadku któregokolwiek z następnych odsyłaczy do tej samej nazwy rodzajowej serwera. W celu rozwiązania tego problemu, równoległy serwer WWW ma możliwość modyfikacji nazw procesorów, do których odnoszą się kolejne odsyłacze. Uwzględniając przykład z fig. 1, ponieważ wszystkie procesory 20, 30, 40 (wwwl.ibm.com, www2.ibm.com i www3.ibm.com) są serwerami w równoległym serwerze WWW, to kolejny odsyłacz, który odnosiłby się do można zmienić na odsyłacz odpowiadający konkretnemu procesorowi, na przykład procesorowi 20 (wwwl.ibm.com). Wymusza to żądanie przejścia z kolejną stroną do konkretnego procesora w równoległym serwerze WWW i, co jest oczywiste, może mieć zastosowanie do wszystkich wywoływanych stron WWW, niezależnie od tego, czy stanowią one graficzne obrazy do osadzenia w aktualnie wyświetlanej stronie WWW, czy są kolejnymi odsyłaczami do różnych stron WWW, do których użytkownik życzy sobie mieć dostęp z wyświetlanej strony WWW. Wykorzystując tę metodę do specyfikowania wyraźnie wyrażonych nazw procesorów (na przykład wwwl.ibm.com) zamiast nazwy rodzajowej dla całego serwera równoległego ( można sprawować pewną kontrolę nad obciążeniem, które będzie nacierać na różne procesory serwera w najbliższej przyszłości. Ta kontrola umożliwia zmniejszenie prawdopodobieństwa "przegrzania". Opisano to poniżej bardziej szczegółowo w odniesieniu do fig. 1. Na fig. 1 przedstawiono elementy funkcjonalne procesora 30. Korzystne jest, jeżeli wszystkie inne procesory 20,40 serwera 10 służące do świadczenia usługi WWW zawierają takie same elementy, lecz na tej figurze je pominięto dla uproszczenia. Ponadto do realizacji dodatkowych funkcji może być wyznaczony pewien procesor, i każda strona WWW wczytywania może być przesyłana do tego procesora do przetwarzania. Jeżeli po uzgodnieniu z serwerem imiennym 60 komputer kliencki 50 otrzymuje adres internetowy procesora 30, to kontaktuje się następnie z procesorem 30 bezpośrednio ze swoimi żądaniami strony WWW. Jednostka 80 wyszukująca uzyska dostęp do bazy 120 danych w celu zestawienia pliku reprezentującego stronę WWW, której żąda komputer kliencki 50. W przypadku każdej strony WWW wymienionej w tym pliku, jednostka 90 decyzyjna posłuży do określenia, który konkretny procesor powinien być wybrany do obsługi następnych żądań dla tej strony WWW, i w odpowiednim punkcie pliku zostanie włączony identyfikator tego procesora (na przykład wwwl.ibm.com). Jak to opisano poniżej bardziej szczegółowo, przy określaniu, który procesor obsłuży następne żądanie, jednostka 90 decyzyjna uwzględnia zapis rozkładu obciążenia dający informację o obciążeniach na wszystkich procesorach 20, 30, 40. Jednostka 100 wyznaczająca obciążenia jest dostosowana strukturalnie do okresowego wspierania działania procesora 30, i podaje tę informację do włączenia do zapisu rozkładu obciążenia. Po określeniu przez jednostkę 90 decyzyjną, procesorów które będą przetwarzać wszelkie wywoływane strony WWW, i po włączeniu tej informacji do pliku zestawianego przez jednostkę 80 wyszukującą, plik jest przesyłany do jednostki 110 wysyłającej w celu wysłania do przeglądarki 130 komputera klienckiego 50. Przeglądarka 130 następnie zestawia stronę WWW

8 g z pliku, w celu zaprezentowania użytkownikowi komputera klienckiego 50, i wysyła żądania wyznaczonych stron WWW bezpośrednio do procesorów wyszczególnionych w pliku Poniżej omówiono sposób otrzymania zapisu rozkładu obciążenia. Równoległy serwer WWW zbiera dane statystyczne o zajętości procesorów danego serwera, i te dane mogą być konfrontowane w celu utworzenia zapisu rozkładu obciążenia. Jest oczywiste, że można tego dokonać na kilka sposobów. Na przykład każdy procesor może zawierać pewną procedurę programową, która periodycznie wyznacza zajętość procesora, a następnie wysyła tę informację do pewnego punktu centralnego w celu włączenia do zapisu rozkładu obciążenia. Zapis rozkładu obciążenia może być przetrzymywany w bazie 120 danych dla umożliwienia dostępu do nich każdemu procesorowi, lub też w odróżnieniu od tego może być przetrzymywany w serwerze, w części współużytkowanej pamięci dostępnej dla wszystkich procesorów, jeżeli architektura serwera pozwala na taką strukturę pamięci współużytkowanej. W odróżnieniu od tego do każdego procesora przez sieć komunikacyjną można również wysyłać szereg komunikatów, tak że każdy procesor okresowo analizuje swoje obciążenie i następnie rozsyła tę informację do wszystkich procesorów w równoległym serwerze WWW. Każdy procesor może wtedy przechowywać zapis rozkładu obciążenia w swojej własnej pamięci lokalnej, i uaktualniać go za każdym razem, kiedy otrzymuje z innych procesorów nowe dane o obciążeniu. Jednostka 90 decyzyjna każdego procesora 20, 30, 40 następnie wykorzystuje ten zapis rozkładu obciążenia do dynamicznego modyfikowania nazw w sieci Internet następnych odsyłaczy i obrazów wywoływanych w stronach WWW, które kolejno obsługuje. Profil jest uaktualniany okresowo, z częstotliwością, która jest określana przy konfiguracji przez administratora serwera WWW. Efektem dokonania tej modyfikacji zawartości jest to, że do procesora, który zaczyna być coraz bardziej zajęty, będzie kierowanych proporcjonalnie mniej żądań następnych, co wyeliminuje poważne pogorszenie wydajności przy wzroście przegrzania procesora. W miarę przywracania możliwości procesora kierowanych do niego będzie więcej żądań, tak więc będzie kontynuowany cykl monitorowania i do regulowywania obciążenia. Poniżej, w odniesieniu do figury 2 opisano proces, realizowany przez procesor po otrzymaniu żądania od klienta. W etapie 200, procesor oczekuje żądania od klienta. W etapie 210 następuje odebranie żądania 205 od przeglądarki komputera klienckiego 50. Procesor następnie określa stronę WWW, której żądano w etapie 220, i jednostka 80 wyszukująca następnie przejmuje tę stronę z bazy 120 danych i zestawia plik (etap 230). Następnie, w etapie 240 wszystkie odniesienia do innych stron WWW w tym pliku zostają zidentyfikowane i jednostka 90 decyzyjna wykorzystuje ostatni zapis rozkładu obciążenia (etap 270) w celu określenia dla każdej z tych stron WWW, który procesor obsłuży żądanie w przypadku tej strony WWW. Zatem, jeżeli następna strona WWW nazywa się "second page.html", a jednostka 90 decyzyjna określa, że procesor 20 obsłuży żądanie, to odniesienie w pliku zostanie zmienione na następujące " Po zrealizowaniu przez jednostkę 90 decyzyjną następnych hyperodsyłaczy, plik jest w etapie 250 przesyłany do przeglądarki klienckiej. Następnie procesor zostaje przestawiony na ponowną analizę swojego obciążenia w etapie 260, uaktualniając zapis rozkładu obciążenia na podstawie tej analizy. Po wykonaniu tego procesor 20 wraca do etapu 200, w którym oczekuje na następne żądanie klienta. Następne strony WWW wymienione w pliku można podzielić na dwie kategorie. Można odwoływać się do stron WWW, które musi wczytać przeglądarka podczas zestawiania aktualnej strony WWW do wyświetlenia użytkownikowi. Na przykład, podstawowy zbiór może zawierać cały tekst dla strony WWW, lecz dane dla dowolnych wyświetlanych obrazów zwykle nie będą załączone, a zamiast tego w pliku zwracanym do przeglądarki podane zostaną odniesienia do stron WWW z obrazami. Przeglądarka WWW będzie musiała wczytać te strony WWW przed odtworzeniem użytkownikowi całej kompletnej strony. Drugi typ strony WWW wskazywany w pliku będzie kolejnym odsyłaczem, którego przeglądarka nie żąda do wytworzenia wstępnej strony WWW przeznaczonej do wyświetlenia. Zamiast tego wystąpią strony, które może wybierać użytkownik po wyświetleniu pierwszej stro-

9 ny WWW. Zwykle użytkownik może wybierać poszczególne podświetlone słowa lub obrazy na ekranie, przy tym te słowa i obrazy są przyporządkowane innym stronom WWW. Przy takim wyborze przeglądarka wczyta z pliku adres procesora mającego obsłużyć żądania w przypadku tej strony WWW, i połączyć się z procesorem bezpośrednio. W szczególności, jeśli chodzi o pierwszy typ wspomnianej powyżej kolejnej strony WWW, to na figurze 3 przedstawiono, w jaki sposób zapis rozkładu obciążenia może być wykorzystywany przez jednostkę 90 decyzyjną do rozbicia żądań w przypadku tego typu strony WWW na dostępne procesory serwera. Ponieważ ten pierwszy typ strony WWW będzie żądany prawie bezpośrednio przez przeglądarkę, tak że może ona zestawiać kompletną stronę WWW do wyświetlenia użytkownikowi, to można przewidzieć, że te żądania wrócą do serwera zaraz po dostarczeniu do przeglądarki oryginalnej strony WWW. Na fig. 3 wykreślono obciążenie każdego procesora w postaci procentowej wartości obciążenia maksymalnego. Zwykle maksymalne obciążenie jest wyznaczane w tym punkcie, w którym procesor nie jest w stanie zapewnić możliwego do przyjęcia czasu odpowiedzi, określanego przez administratora systemu. Z fig. 3 widać, że najbardziej obciążony jest procesor 2, a po nim procesor 3, natomiast procesor 1 jest obciążony najmniej. Jeżeli na przykład występuje dziewięć kolejnych stron WWW pierwszego typu, to jednostka 90 decyzyjna może obciążenia do określenia, ile z tych dziewięciu stron powinien obsłużyć każdy z procesorów, wykorzystać procentowe wartości. Jak to przedstawiono na fig. 3, niewykorzystane obciążenie każdego procesora może być podzielone na bloki jednakowej wielkości, tak, aby łącznie powstało dziewięć takich bloków. Dogodnym sposobem zrównoważenia obciążenia między procesorami jest przyporządkowanie konkretnemu procesorowi odpowiedzialności za obsługę kolejnych żądań dla pewnej liczby stron WWW, równej liczbie bloków skojarzonych z niewykorzystanym obciążeniem tego procesora. Zatem w przykładzie przedstawionym na fig. 3, adres procesora 1 będzie odniesiony do pięciu stron WWW, adres procesora 2 będzie odniesiony do jednej strony WWW, a adres procesora 3 będzie odniesiony do trzech stron WWW. Z powyższego opisu wynika, że treść stron WWW jest zmieniana dynamicznie podczas ich obsługi, ze zmianą nazwy w sieci Internet tego procesora w serwerze z którego powinien wyjść następny odsyłacz. Procesor jest wybierany z zespołu procesorów, które mogą mieć dostęp do tej samej zawartości siatki WWW, a wyboru dokonuje się na podstawie względnego obciążenia tych serwerów. Dzięki temu osiąga się bardziej skuteczne wyrównywanie obciążeń i unika się problemów przegrzewania procesora, zanim jeszcze staną się one poważne.

10

11 FIG. 2 FIG. 3

12 FIG. 1 D epartam ent W y daw nictw U P RP. N akład 60 egz. C ena 4,00 zł.