рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Кластерная архитектура параллельных компьютеров

Работа сделанна в 2001 году

Кластерная архитектура параллельных компьютеров - Реферат, раздел Связь, - 2001 год - Кластерные системы Кластерная Архитектура Параллельных Компьютеров. Общие Принципыкак Уже Было С...

Кластерная архитектура параллельных компьютеров. Общие принципыКак уже было сказано раньше вычислительный кластер - это совокупность компьютеров, объединенных в рамках некоторой сети для решения одной задачи рис.3 , которая для пользователя представляется в качестве единого ресурса. Такую концепцию кластера впервые предложила и реализовала в начале 80-х корпорация Digital Equipment, которая и по сей день развивает эту технологию Понятие единый ресурс означает наличие программного обеспечения, дающего возможность пользователям, администраторам и прикладным программам считать, что имеется только одна сущность, с которой они работают - кластер.

Например, система пакетной обработки кластера позволяет послать задание на обработку кластеру, а не какому-нибудь отдельному компьютеру. Более сложным примером являются системы баз данных. Практически у всех производителей систем баз данных имеются версии, работающие в параллельном режиме на нескольких машинах кластера.

В результате приложения, использующие базу данных, не должны заботиться о том, где выполняется их работа. СУБД отвечает за синхронизацию параллельно выполняемых действий и поддержание целостности базы данных. Компьютеры, образующие кластер так называемые узлы кластера - всегда относительно независимы, что допускает остановку или выключение любого из них для проведения профилактических работ или установки дополнительного оборудования без нарушения работоспособности всего кластера. рис.3 В качестве вычислительных узлов в кластере обычно используются однопроцессорные персональные компьютеры, двух- или четырехпроцессорные SMP-серверы.

Каждый узел работает под управлением своей копии операционной системы, в качестве которой чаще всего используются стандартные операционные системы Linux, NT, Solaris и т.п. Состав и мощность узлов может меняться даже в рамках одного кластера, давая возможность создавать неоднородные системы.

Выбор конкретной коммуникационной среды определяется многими факторами особенностями класса решаемых задач, необходимостью последующего расширения кластера и т.п. Возможно включение в конфигурацию специализированных компьютеров, например, файл-сервера, и, как правило, предоставлена возможность удаленного доступа на кластер через Internet. Из определения архитектуры кластерных систем следует, что она включает в себя очень широкий спектр систем. Рассматривая крайние точки, кластером можно считать как пару ПК, связанных локальной 10-мегабитной сетью Ethernet, так и вычислительную систему, создаваемую в рамках проекта Cplant в Национальной лаборатории Sandia 1400 рабочих станций на базе процессоров Alpha, связанных высокоскоростной сетью Myrinet.

Таким образом видно, что различных вариантов построения кластеров очень много. При этом в архитектуре кластера большое значение имеют используемые коммуникационные технологии и стандарты. Они во многом определяют круг задач, для решения которых можно использовать кластеры, построенные на основе этих технологий.

Коммуникационные технологии построения кластеровКластеры могут стоится как на основе специализированных высокоскоростных шин передачи данных, так и на основе массовых сетевых технологий. Среди массовых коммуникационных стандартов сейчас чаще всего используется сеть Ethernet или более ее производительный вариант - Fast Ethernet, как правило, на базе коммутаторов. Однако большие накладные расходы на передачу сообщений в рамках Fast Ethernet приводят к серьезным ограничениям на спектр задач, которые можно эффективно решать на таком кластере.

Если от кластера требуется большая производительность и универсальность, то необходимо применять более скоростные и специализированные технологии. К ним относятся SCI, Myrinet, cLAN, ServerNet и др. Сравнительная характеристика параметров этих технологий приведена в таблице 1. SCI Myrinet CLAN ServerNet Fast Ethernet Латентность MPI 5,6 мкс 17 мкс 30 мкс 13 мкс 170 мкс Пропускная способность MPI 80 Мбайт c 40 Мбайт c 100Мбайт c 180 Мбайт c 10 Мбайт c Пропускная способность аппаратная 400 Мбайт c 160 Мбайт c 150 Мбайт c н д 12,5 Мбайт c Реализация MPI ScaMPI HPVM, MPICH-GM и др. MPI Pro MVICH MPICH Таблица 1. Производительность коммуникационных сетей в кластерных системах определяется несколькими числовыми характеристиками.

Основных характеристик две латентность - время начальной задержки при посылке сообщений и пропускная способность сети, определяющая скорость передачи информации по каналам связи.

При этом важны не столько пиковые характеристики, заявленные в стандарте, сколько реальные, достигаемые на уровне пользовательских приложений, например, на уровне MPI-приложений. В частности, после вызова пользователем функции посылки сообщения Send сообщение последовательно пройдет через целый набор слоев, определяемых особенностями организации программного обеспечения и аппаратуры, прежде, чем покинуть процессор - поэтому существует существенный разбром по стандартам значений латентности.

Наличие латентности приводит к тому, что максимальная скорость передачи по сети не может быть достигнута на сообщениях с небольшой длиной. Скорость передачи данных по сети в рамках технологий Fast Ethernet и Scalable Coherent Interface SCI зависит от длины сообщения. Для Fast Ethernet характерна большая величина латентности - 160-180 мкс, в то время как латентность для SCI это величина около 5,6 мкс. Максимальная скорость передачи для этих же технологий 10 Мбайт c и 80 Мбайт с соответственно.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Кластерные системы

Повышается производительность, растет надежность и отказоустойчивость.Однако у этих архитектур есть один недостаток - стоимость создаваемых систем,… Она оказывает очень высокой из-за усложнения аппаратных и программных… Кластерные системы возникли как более дешевое решение проблемы недостатка вычислительных ресурсов, и основываются на…

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

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:

Основные классы современных параллельных компьютеров
Основные классы современных параллельных компьютеров. Кластерные системы являются развитием параллельных систем. Чтобы проказать место кластерных систем среди остальных типов параллельных архитекту

Цели создания кластерных систем
Цели создания кластерных систем. Разработчики архитектур кластерных систем приследовали различные цели при их создании. Первой была фирма Digital Equipment с кластерами VAX VMS. Целью создания этой

Отказоустойчивые кластеры
Отказоустойчивые кластеры. Принципы построенияДля обеспечения надежности и отказоустойчивости вычислительных систем применяется множество различных аппаратурных и программных решений. Наприм

Высокопроизводительные кластеры
Высокопроизводительные кластеры. Принципы построенияАрхитектура высокопроизводительных кластеров появилась как развитие принципов построения систем MPP на менее производительных и массовых компонен

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги