рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Раздел История
/
Кластерная архитектура.

Реферат Курсовая Конспект

Выберите учебное заведение

Кластерная архитектура.

Кластерная архитектура. - раздел История, Краткая историческая справка Кластер Представляет Собой Два Или Более Компьютеров (Часто Называемых Узлами...

Кластер представляет собой два или более компьютеров (часто называемых узлами), объединяемые при помощи сетевых технологий на базе шинной архитектуры или коммутатора и предстающие перед пользователями в качестве единого информационно-вычислительного ресурса. В качестве узлов кластера могут быть выбраны серверы, рабочие станции и даже обычные персональные компьютеры. Узел характеризуется тем, что на нем работает единственная копия операционной системы. Преимущество кластеризации для повышения работоспособности становится очевидным в случае сбоя какого-либо узла: при этом другой узел кластера может взять на себя нагрузку неисправного узла, и пользователи не заметят прерывания в доступе. Возможности масштабируемости кластеров позволяют многократно увеличивать производительность приложений для большего числа пользователей технологий (Fast/Gigabit Ethernet, Myrinet) на базе шинной архитектуры или коммутатора. Такие суперкомпьютерные системы являются самыми дешевыми, поскольку собираются на базе стандартных комплектующих элементов, процессоров, коммутаторов, дисков и внешних устройств.

Кластеризация может осуществляться на разных уровнях компьютерной системы, включая аппаратное обеспечение, операционные системы, программы-утилиты, системы управления и приложения. Чем больше уровней системы объединены кластерной технологией, тем выше надежность, масштабируемость и управляемость кластера.

Кластеры можно условно разделить на классы:

· Класс I. Класс машин строится целиком из стандартных деталей, которые продают многие поставщики компьютерных компонентов (низкие цены, простое обслуживание, аппаратные компоненты доступны из различных источников).

· Класс II. Система имеет эксклюзивные или не слишком широко распространенные детали. Таким образом можно достичь очень хорошей производительности, но при более высокой стоимости.

Как уже отмечалось, кластеры могут существовать в различных конфигурациях. Наиболее распространенными типами кластеров являются:

· системы высокой надежности;

· системы для высокопроизводительных вычислений;

· многопоточные системы.

Отметим, что границы между этими типами кластеров до некоторой степени размыты, и кластер может иметь такие свойства или функции, которые выходят за рамки перечисленных типов. Более того, при конфигурировании большого кластера, используемого как система общего назначения, приходится выделять блоки, выполняющие все перечисленные функции.

Кластеры для высокопроизводительных вычислений предназначены для параллельных расчетов. Эти кластеры обычно собраны из большого числа компьютеров. Разработка таких кластеров является сложным процессом, требующим на каждом шаге согласования таких вопросов как инсталляция, эксплуатация и одновременное управление большим числом компьютеров, технические требования параллельного и высокопроизводительного доступа к одному и тому же системному файлу (или файлам), межпроцессорная связь между узлами, и координация работы в параллельном режиме. Эти проблемы проще всего решаются при обеспечении единого образа операционной системы для всего кластера. Однако реализовать подобную схему удается далеко не всегда и обычно она применяется лишь для не слишком больших систем.

Многопоточные системы используются для обеспечения единого интерфейса к ряду ресурсов, которые могут со временем произвольно наращиваться (или сокращаться). Типичным примером может служить группа web-серверов.

В 1994 году T.Sterling и D.Becker создали 16-узловой кластер из процессоров Intel DX4, соединенных сетью 10 Мбит/с Ethernet с дублированием каналов. Они назвали его "Beowulf" по названию эпической поэмы. Кластер возник в центре NASA Goddard Space Flight Center для поддержки необходимыми вычислительными ресурсами проекта Earth and Space Sciences. Проектно-конструкторские работы превратились в то, что известно сейчас как проект Beowulf. Проект стал основой общего подхода к построению параллельных кластерных компьютеров, он описывает многопроцессорную архитектуру, которая может с успехом использоваться для параллельных вычислений. Beowulf-кластер, как правило, является системой, состоящей из одного серверного узла (который обычно называется головным), а также одного или нескольких подчиненных (вычислительных) узлов, соединенных посредством стандартной компьютерной сети. Система строится с использованием стандартных аппаратных компонентов, таких как ПК, запускаемые под Linux, стандартные сетевые адаптеры (например, Ethernet) и коммутаторы. Нет особого программного пакета, называемого "Beowulf". Вместо этого имеется несколько кусков программного обеспечения, которые многие пользователи нашли пригодными для построения кластеров Beowulf. Beowulf использует такие программные продукты как операционная система Linux, системы передачи сообщений PVM, MPI, системы управления очередями заданий и другие стандартные продукты. Серверный узел контролирует весь кластер и обслуживает файлы, направляемые к клиентским узлам.

Развернуть

Открыть в широком формате

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Краткая историческая справка

Оглавление... Глава Введение... Краткая историческая справка Режим реального времени Глава Вычислительные системы...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Кластерная архитектура.

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Краткая историческая справка.
История развития вычислительных машин и систем берет начало от концепции вычислительной машины фон Неймана. В качестве основных устройств универсальных ЭВМ были выделены: арифметико-логическое устр

Режим реального времени
В ряде применений вычислительных систем (напр. управление воздушным движением и т.п.) на обработку вводимых данных и выдачу результата накладываются жесткие временные ограничения, диктуемые темпом

Принципы упорядочивания ресурсов ВС методами теории расписаний.
Алгоритмы распределения времени центрального процессора (ЦП) определяют последовательность выполнения программ. Эти алгоритмы по своей структуре могут быть классифицированы на приоритетные, бесприо

Общая постановка задачи упорядочивания.
В общем случае штраф от того, что заявка на решение i-ой задачи реализуется на к- месте в очереди, т.е. после решения предыдущих к-1 задач, могут быть произвольной функцией места в очереди, длитель

Задачи и критерии детерминированного распределения производительности вычислительных систем.
При реальном использовании ВС необходимы корректировки некоторых постановок задач по сравнению с наиболее типичными задачами теории расписания. С одной стороны возможно сокращение количества упоряд

Оптимизация распределения памяти по иерархическим уровням.
В современных ВС широко используются запоминающие устройства (ЗУ) различных типов. ЗУ различаются физическими принципами, а, главное, техническими и экономическими параметрами. Основными параметры

Управление замещением страниц в двухуровневой памяти.
Рассмотрим вопросы обмена информацией между первыми двумя наиболее быстродействующими уровнями памяти. Эти уровни будем будем называть основной памятью (ОП) и вспомогательной (ВП). Такой обмен хара

Модели поведения программ и критерии качества.
Для сравнения различных алгоритмов замещения необходимо указать способ задания последовательности обращений . Простейший способ заключается

Многомашинные комплексы.
Многомашинный вычислительный комплекс (ММВК)- это комплекс, включающий в себя две или более ЭВМ, связи между которыми обеспечивают выполнение функций, возложенных на комплекс. Чаще всего основной ц

Многопроцессорные комплексы.
Многопроцессорный вычислительный комплекс (МПВК)- это комплекс, включающий в себя два или боле процессора, имеющих общую ОП, общие периферийные устройства и работающий под управлением единой операц

Типы структур МПВК.
Основные типы структурной организации МПВК следующие: с общей шиной, с перекрестной коммутацией, с многовходовой ОЗУ. В системах с общей шиной (рисунок 5.3) все устройства соединяются межд

ВК на базе ЕС ЭВМ (IBM).
На базе Единой Системы ЭВМ (ЕСЭВМ) в СССР были построены различные многомашинные комплексы. Первым двухмашинным комплексом был ВК-1010, построенный на базе ЕС-1030. В этом комплек

ВК на базе СМ ЭВМ (DEC).
В Системе Малых ЭВМ (СМ ЭВМ) с одношинной структурой все устройства подключаются к единственной магистрали, по которой передается вся информация. Все устройства, входящие в состав ЭВМ используют ед

Проблемы выполнения сети связи процессоров в кластерной системе.
Архитектура кластерной системы (способ соединения процессоров друг с другом) в большей степени определяет ее производительность, чем тип используемых в ней процессоров. Критическим параметром, влия

Коммутаторы для многопроцессорных вычислительных систем.
В самом общем смысле архитектуру компьютера можно определить как способ соединения компьютеров между собой, с памятью и с внешними устройствами. Реализация этого соединения может идти различными пу

Простые коммутаторы.
Типы простых коммутаторов: · с временным разделением; · с пространственным разделением. Достоинства: простота управления и высокое быстродействие. Недостатки: ма

Составные коммутаторы.
Простые коммутаторы имеют ограничения на число входов и выходов, а также могут требовать большого количества оборудования при увеличении этого числа (в случае пространственных коммутаторов). Поэтом

Когерентный интерфейс SCI.
SCI (Scalable Coherent Interface) принят как стандарт в 1992 г. (ANSI/IEEE Std 1596-1992). Он предназначен для достижения высоких скоростей передачи с малым временем задержки и при этом обеспечивае

Коммуникационная среда MYRINET.
Сетевую технологию Myrinet представляет компания Myricom, которая впервые предложила свою коммуникационную технологию в 1994 году. Технология Myrinet основана на использовании многопортовы

Конвейерные системы.
Теоретические основы конвейерных систем достаточно подробно рассмотрены в монографии [5], в соответствии с которой изложен материал этого раздела. Основой конвейерных систем является конве

Управление и организация конвейеров.
Эффективное использование конвейера требует своевременной подачи на его вход исходных данных. Кроме того, нужно тщательно определить диспетчеризацию, то есть моменты времени, в которые любая входна

Статические конвейеры.
Статический конвейер – это такой конвейер, в котором на протяжении некоторого периода времени повторно вычисляется одна и та же функция, но с различными данными. Тогда производительность конвейера

Диаграмма состояний.
Цель стратегии управления состоит в том, чтобы определить, когда осуществлять новые инициации, не приводящие к столкновениям с прежними инициациями. Одним из методов выявления и представления такой

Генерирование таблиц занятости на основе циклов.
Ранее, был рассмотрен случай, когда на основе таблицы занятости выработалась оптимальные циклы инициаций. Здесь рассмотрим обратную задачу: как, отправляясь от цикла определить свойства таблицы зан

Конвейеры с динамической конфигурацией.
В конвейерах с динамической конфигурацией любая инициация может относиться к своей таблице занятости, что оказывает глубокое влияние на диспетчеризацию. Во-первых, могут быть моменты времени, когда

Функции управления в конвейерных системах.
Аппаратное управление инициациями. Основная функция управления состоит в определении момента, когда может быть сделана новая инициация. Этот момент зависит как от свойств соответств

Матричные вычислительные системы.
Основой матричных систем является матричный процессор. Матричный процессор представляет собой «матрицу», связанных элементарных идентичных процессоров, управляемых одним потоком команд (ри