Klastry I Systemy Masowo Równoległe

Klaster – grupa powiązanych szybką siecią komputerową węzłów o podobnej lub zazwyczaj takiej samej konfiguracji, które współpracują ze sobą podczas pracy. Są to systemy typu distributed-memory MIMD.

Klastry ze względu na funkcję dzielimy na:

  • klastry niezawodnościowe (HA) – zespół komputerów dublujących wzajemnie swoje funkcje. W momencie awarii jednego z węzłów pozostałe węzły przejmują jego rolę w systemie,

  • klastry wydajnościowe – zespół komputerów współpracujących ze sobą w celu podniesienia wydajności obliczeń

Systemy masowo równoległe – różnią się od klastrów przede wszystkim dużo większą liczbą procesorów.

Klastry budowane są najczęściej w oparciu o architektury:

* **Distributed Shared Memory** – cały system posiada jedną przestrzeń adresową, każdy procesor ma dostęp do swojej pamięci lokalnej oraz pamięci zdalnej (pamięć innych procesorów). Czasy dostępu do pamięci lokalnej są małe, w przypadku dostępu do pamięci zdalnej czasy dostępu są dużo większe. Zainstalowany system operacyjny obsługuje połączenia pomiędzy węzłami, przydziela wolne węzły procesom itp. Przykładem takich systemów są LinuxMPI, OpenSSI, Terracota (dla JVM).


* **Distributed Memory System** – każdy procesor w systemie posiada dostęp tylko i wyłącznie do własnej pamięci lokalnej. Procesory komunikują się ze sobą poprzez wymianę komunikatów (np. za pomocą bibliotek PVM, MPI, JGroups). Szczególnym typem tej architektury jest architektura Beoulf (patrz dalej).

Beowulf cluster

Beowulf jest to styl budowania klastrów polegający na wykorzystaniu masowo dostępnych elementów. Systemy typu “beowulf” posiadają następującą charakterystykę:

  * wszystkie węzły dedykowane są tylko i wyłącznie do obliczeń


  * sieć łącząca węzły dedykowana jest tylko do komunikacji pomiędzy węzłami obliczeniowymi


  * węzłami są maszyny typu M2COTS - "mass market commodity off the shelf" - czyli ogólnodostępne komputery z półek sklepowych


  * urządzenia sieciowe są typu COTS - nie koniecznie "mass market", ponieważ niektóre rozwiązania sieciowe mogą być dedykowane aby zmniejszyć koszty komunikacji


  * na wszystkich węzłach zainstalowane jest oprogramowanie Open Source, najczęściej system operacyjny Linux


  * wszystkie węzły posiadają zazwyczaj taką samą konfigurację - sprzętową i programową


  * jeden z węzłów jest węzłem specjalnym / głównym - jest on dedykowanym punktem dostępowym do węzłów klastra i służy do zarządzania całym klastrem

Architektura beowulf

Comments