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LinuxかHP-UX、あなたはどっち?
〜潜むリスクを完全比較、適材適所のOS選択 〜

第1回 エラーが起きても止まらない可用性を徹底検証
HP-UX/Integrityサーバー お問い合せ
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連載 “LinuxかHP-UX、あなたはどっち? 第1回 エラーが起きても止まらない可用性を徹底検証
“Linuxとx86サーバーでミッションクリティカル・システムを構築” ―― そんな成功事例を目にする機会が増えつつある。 しかし、いくら隣の芝が青いからと言って、闇雲に飛びついて良いとは限らない。 重要なのは、自社が要求するレベルの可用性を満たしているか否か、正しく見極めることだ。 「Linuxを選んで失敗した」という表に出てこない失敗事例も少なからずあるということも忘れてはならない。 次のシステムに最適なプラットフォームは、Linuxなのか、それともHP-UXなのか。今回は「可用性」をテーマに比較検証してみる。
第1回 エラーが起きても止まらない可用性を徹底検証
搭載された高可用性技術の違い: 今後のLinuxと実績のHP-UX
HAクラスター製品の違い: チューニング次第のLinuxと迅速なHP-UX
可用性の違い: 作り込みが必要なLinuxと完成されたHP-UX
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2010年9月
大神企画 富樫 純一
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搭載された高可用性技術の違い: 今後のLinuxと実績のHP-UX

ここで、Linux/x86サーバーにはなく、HP-UX/Integrityサーバーにはある機能について解説しよう。

HP-UX/Integrityサーバーには、OSとハードウェアが連携することでメインフレームクラスに匹敵する可用性を実現する「マシン・チェック・アーキテクチャ(MCA)」に基づく技術が実装されている。 インテル® Xeon® プロセッサー7500番台からx86サーバーにも採用されているが、このMCAはOSと連携して初めてその真価を発揮するものである。 MCAとは、ハードウェアで修正することが不可能なエラーをファームウェアやOS(HP-UX)に通知して、それらのソフトウェアを介してリカバリーを実行するというアーキテクチャである。 ファームウェアやOSがリカバリーに関与するために、複雑なエラーが発生しても訂正、または回復処理を実行できるという特徴がある。

マシン・チェック・アーキテクチャ(MCA)のフローチャート
図3:マシン・チェック・アーキテクチャ(MCA)のフローチャート

キャッシュエラーを切り離す

その実装例の一つが「Dynamic Processor Resilience(DPR)」である。これは、プロセッサーのコアでキャッシュエラーが頻発した際に、致命的な障害が発生してシステムダウンする前に該当するコアを切り離して利用しないようにする機能だ。

Linux/x86サーバーの場合、コアでキャッシュエラーが発生したときにエラーを訂正するハードウェアの機能は働くものの、エラーが頻発しても切り離すという動作は行われないので、致命的なエラーが発生するとシステムがダウンすることになる。この間、Linuxは何もしない。

それが、DPRを搭載したHP-UX/Integrityサーバーでは、コアでキャッシュエラーが発生したときのエラー訂正機能が働いたことをHP-UXがカウントし、エラーが頻発してしきい値を超えた時点でHP-UXがコアに不具合があると判断、そのコアを切り離して利用しないようにする。これにより、システムダウンを未然に防止するわけだ。
Dynamic Processor Resilience(DPR)
図4:Dynamic Processor Resilience(DPR)

レジスターやTLBのエラーを切り離す

もう一つの実装例として「Automated Processor Recovery(APR)」という機能がある。これは、レジスターやTLB(Translation Lookaside Buffer)でエラーは発生しても継続運用を実現するというものだ。

Linux/x86サーバーの場合、レジスターやTLBでパリティエラーが発生すると、その場でシステムダウンしてしまう。これは、レジスターやTLBがECCで保護されていないためだ。当然、Linuxには通知されることはない。

その点、HP-UX/Integrityサーバーの場合、インテル® Itanium® プロセッサーにレジスターやTLBでパリティエラーが発生するとOSに通知するという機能が搭載されている。この機能によりエラー内容がHP-UXに通知され、破損したレジスターの内容がユーザーモードのデータだったときには、HP-UXが関連するプロセスのみを強制終了させてシステムを継続運用するという措置をとる。こうした手段でシステムダウンを回避しているわけだ。

HAクラスター製品の違い: チューニング次第のLinuxと迅速なHP-UX

可用性を向上させる手段として、HAクラスター構成をとることが一般的である。 これは、Linux/x86サーバーでもHP-UX/Integrityサーバーでも同じだが、Linux/x86サーバーに多種多様な選択肢があるのに対し、HP-UX/IntegrityサーバーにはOSカーネルと強固に連携して優れた機能・性能を発揮するHAクラスター製品が用意されている。 それが「HP Serviceguard」である。

Serviceguardには、さまざまな優れた特徴がある。まず挙げられるのが、非常に高速なフェイルオーバーを実現するということだ。 ノードに障害が発生した場合、クラスターを再構成してリカバリーを完了させるまで、通常は数十秒から数分単位の処理時間がかかる。 しかし、HP-UX+Serviceguardの場合、クラスター再構成に約4秒、リカバリー完了まで約10秒しかかからない。 これだけ高速な復旧時間なら、一般的なWebベースの業務システムではネットワークのレイテンシが多少長引いた程度にしか感じないだろう。
HP Serviceguardのフェイルオーバー時間比較
図5:HP Serviceguardのフェイルオーバー時間比較

こうした高速処理を実現できるのは、HP-UXのOSカーネルと強固に連携しているからである。 Serviceguardの主要プロセスは、他のユーザープロセスよりも高い優先順位で動作し、HAクラスターとして確実に機能する仕組みになっている。 HP-UXカーネルのハングアップを検出することも可能だ。 障害ノードはシステムリセットで強制的に排除し、I/Oも強制停止するなど、不確実な動作を徹底的に排除する機能も備えている。 もちろん、イベント監視や管理ツールなど、他のHA関連製品と連動するように設計されており、個別のデータベース製品に対応するオプションも用意されている。

ServiceguardとOracle RACの連携

Oracle Real Application Clusters(RAC)の環境では、Oracle ClusterwareにHP Serviceguardの拡張機能「Serviceguard Extension for RAC」を追加することで、フェイルオーバーの高速化を簡単に実現できる。 また、Serviceguardの機能により、Oracle RAC以外のアプリケーションの監視やフェイルオーバーも問題なく実行できる。

 参考

Oracle RAC 11g Release 2 on HP-UX 可用性検証を実施 このリンクをクリックすると、HP社外へリンクします。
日本ヒューレット・パッカードと日本オラクルは、Serviceguard/Serviceguard Extention for RACとOracle RAC 11g Release 2のGrid Infrastructureを組み合わせたRAC構成の可用性検証をOracle GRID Centerで実施しました。


可用性の違い: 作り込みが必要なLinuxと完成されたHP-UX

第1回の今回は、可用性をテーマにLinux/x86サーバーとHP-UX/Integrityサーバーを比較してきた。 企業で稼働するさまざまなシステムには、事業継続のために決して止められないミッションクリティカルなものもあるだろうし、障害が発生して5〜10分程度のシステムダウンならば大勢に影響がないものもあるだろう。 そうしたシステムの特性に合わせ、適材適所でプラットフォームを選択することが重要だが、可用性にこだわったシステムを構築しなければならない場合、HP-UX/Integrityサーバーに一日の長があることは明らかだ。 そこには、イニシャルコストの差だけでは決して測ることのできない価値がある。

次回は、ダウンタイムを最小化するための「障害発生時における迅速な切り分け」をテーマに、Linux/x86サーバーとHP-UX/Integrityサーバーを比較してみたい。

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